Действие Ядерного Оружия. В. Д. Бурлаков 1960

Г 1

`
‘
№.

№
аа,
и

я пиру

ль
И:

х

ВОЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ
СОЮЗА ССР

ТНЕ-ЕВРЕС 59 Е
МОСГЕАВ \ЕАРОМ$

МазН1по{оп— 1957 ,

ще

32257 3 © =

ДЕЙСТВИЕ
ЯДЕРНОГО ОРУЖИЯ

Перевод с английского

Под редакцией
| кандидата физико-математических наук

Бурлакова В. Д. и Тулинова Н. Н.

__———
БИБЛИОТЕКА |

Рязанск> ‘о Дома 1
з Е) в СсЕзтТСкой |
БР ии |
ВОЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ СОЮЗА ССР

МОСКВА -— 1960

ДЕЙСТВИЕ ЯДЕРНОГО ОРУЖИЯ
(Перевод с английского)

Книга подготовлена министерством обороны США и издана комиссией по
атомной энергии. Она содержит последние данные по действию ядерного оружия,
которые были получены в результате проведения опытных взрывов, теоретических
исследований и изучения последствий взрывов атомных бомб в Хиросима и На-
гасаки.

В книге подробно рассматриваются физические процессы, происходящие при
ядерном взрыве, явления, сопровождающие взрыв, и дается классификация взры-
вов; излагаются вопросы, связанные с действиями каждого поражающего фактора
ядерного взрыва, с установлением математических зависимостей, позволяющих
производить расчеты его параметров; дается описание разрушений объектов, вы-
зываемых действием ударной волны взрыва, и указываются методы расчета раз-
личных сооружений на действие ударных нагрузок; рассматривается действие
ядерного взрыва на людей и даются основные положения по организации про-
тивоатомной защиты.

Книга рассчитана на читателей, интересующихся вопросами действия ядерного
оружия.

=

< <

щж

“<

Ц

МП

межу
дается
взрыв:
весьма
расши
среду,
ударн:
Шающ,

ОГЛАВЛЕНИЕ

Глава 1. Общие сведения о ядерных взрывах. ..........
Особенности ядерных взрывов. Е ый
Физические процессы, протекающие при ядерных взрывах ...

Глава Ядерные веры
Воздушный и наземный (надводный) взрывы... .....
Подводный вар
Подземиаий а В
Некоторые вопросы развития ядерноговзрыва: „к

Глава Ш. Ядерный взрыв в воздухе и его действие. ......
Характеристики воздушной ударной волны ...........
Отражение ударной волны от поверхности... ........,

Влияние условий взрыва на процессы образования и распростра-
нения воздушной ударной волны. ....... Е
Взаимодействие ударной волны с сооружениями И -
Факторы, оказывающие влияние на устойчивость сооружений

БОДеЙСТВИЮ ВЕРЫ с а
Параметры воздушной ударной волны (о...
Глава [\У. Разрушения (повреждения) сооружений, вызываемые
воздушным взрывом .,. еее
Введение до оееае .
Здания и их оборудование .. ие.
Нромышаленные сооружения
Здания коммерческого и административного назначения...’ .
Транспорт ое,
Коммунальные сооружения и средства связи. ........
Глава \У. Действие наземных, подземных и подводных взрывов
Характеристики наземного взрыва... ..,
Характеристики подземного взрыва :..........,..,
Критерии разруйтения а
Характеристики подводного взрыва... ...........

взрывах ...,

Глава \У!. Разрушения (повреждения) объектов, вызываемые
воздушной ударной волной, волной сжатия в грунте и подвод-
ной ударной волной ее

Введение", Зее ее а.

Разрушения (повреждения) объектов,
УДаРНОЙ ВОЛНОЙ Е а о =

Разрушения (повреждения) объектов, вызываемые волной сжатия
в грунте и подводной ударной волной . зе

ЦОН Новреждений о.

Взаимодействие воздушной ударной волны с объектами

Образование воронки при наземном и подземном
Некоторые вопросы развития подводного взрыва

вызываемые воздушной

2

586
Реакция сооружений, возникающая при действии на них ударных
нагрузок Я = ра Е
Глава УП. Световое излучение и его действие. ..... ее
Излучение огненного шара...) ......... К а
Действие светового излучения. (о Зы.
Ожоги кожи, вызываемые действием светового излучения. ...
Воздействие светового излучения на различные материалы
Действие светового излучения ядерных взрывов, произведенных
ЭАЖЗЯПОНСКИМИ ВОО ее а Пе
Зажигательное действие. о о
Зажигательное действие ядерных взрывов, произвеленных в Японии
Некоторые вопросы распространения и действия светового излу-
Е у КОЗЫ, еее
Глава \УШ. Начальная ядерная радиация ..... 5
Природа ядерных излучений ........ Е
ВАММа-ЛУЧИ бе сеня Ра, 5. : я
Нейтроны ие У Ех ..

Начальные гамма-лучи и нейтроны ЗН ИРЕНА,
Некоторые вопросы распространения и поглощения ядерной ра-
и...
Глава 1Х. Остаточная ядерная радиация и выпадение радиоак-
тивных продуктов ядерного взрыва Е НЫ
Источники остаточной рацианиие а: ЕЕ.
Ослабление остаточной ядерной радиации. ....

Радиационные поражения В Е и
Радиоактивное заражение местности при ядерных взрывах =
Некоторые вопросы, связанные с остаточной ядерной радиацией

Гл авАхе Выпадение радиоактивных осадков в пределах всего
земного шара и длительно действующая остаточная радиация. .
Местное радиоактивное выпадение и выпадение радиоактивных

веществ в пределах всего земного шара ва НЕ
Опасность, связанная с длительно действующим остаточным излу-

чением . —-
Глава Х1. Действие ядерного взрыва на людей..........
О а. .

Виды поражений ан...
Характеристика острой лучевой болезни . НЫ
Отдаленные последствия радиоактивного Обучения час,
Действие остаточной ядерной радиации .....
Генетическое действие ядерной радиации ......
Патология радиационных поражений. .......

Глава ХИП. Мероприятия по противоатомной защите

Берне ПЕС ЕО О В НИ
Сооружения с высокой устойчивостью к действию ядерного взрыва
м...
Защита от радиоактивного выпадения
ПОВАР НОе Е о оао оны 5

ГЛАВА 1
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВАХ

ОСОБЕННОСТИ ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВОВ
Введение

1.1. Вообще взрыв представляет собой выделение в ограничен-
д ном пространстве большого количества энергии за короткий про-
межуток времени. Освобождение энергии при взрыве сопровож-
дается значительным повышением температуры, поэтому продукты
взрыва превращаются в сильно нагретые газы. Эти газы, обладая
весьма высокой температурой и давлением, быстро расширяются;
расширяясь, они с большой силой воздействуют на окружающую
среду, т. е. воздух, воду или грунт, в результате чего образуются
ударная волна или волна сжатия, являющиеся основными разру-
шающими факторами взрыва. Термин ударная волна обычно упо-
требляют для описания явлений, происходящих при взрыве в воз-
духе; действие ударной волны в воздушной среде напоминает дей-
ствие очень сильного ветра (при взрыве он действительно обра-
зуется). При взрыве в воде или грунте разрушающий фактор
называют волной сжатия !, так как он действует в этом случае
как внезапный толчок или удар.

1.2. Атомная (или ядерная) ? бомба сходна с бомбой обычного
типа (т. е. с бомбой с обычным взрывчатым веществом) в том от-
ношении, что ее разрушающее действие обусловлено главным об-
разом действием ударной волны или волны сжатия. Однако, по-
мимо того, что ядерные бомбы могут быть во много раз более
мощными, чем самые крупные бомбы, снаряженные тротилом.
между этими двумя типами бомб имеются и другие существенные
различия. Во-первых, при ядерном взрыве значительная часть

'В терминологии, употребляющейся в советской специальной литературе,
волной сжатия принято называть волну, возникающую только при подземном
взрыве; при подводном взрыве образуется подводная ударная волна. (Прил. ред.)

2 Как будет видно в дальнейшем (см. $ 1.9), термины «атомный» и «ядер-
ный» могут применяться как синонимы, когда речь идет об оружии или
взрывах.

6 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВАХ

энергии, обычно называемая световым излучением, выделяется в
виде света и тепла. Световое излучение способно вызывать ожоги
на коже или воспламенять возгораемые материалы на значитель-
ном расстоянии от места взрыва. Во-вторых, ядерный взрыв сопро-
вождается испусканием вредных невидимых лучей, обладающих
высокой проникающей способностью и называемых начальной
ядерной радиацией !. Наконец, вещества, оставшиеся после ядер-
ного взрыва, являются радиоактивными, т. е. в течение длитель-
ного времени испускают вредное излучение; это излучение принято
называть остаточной ядерной радиацией или остаточной радиоак-
тивностью (рис. 1.2).

Ударная волна Световое излучение

Ядерный взрыв

Начальная ядерная Остаточная ядер-
радиация * ная радиация

Рис. 1.2. Поражающие факторы ядерного взрыва

1.3. Именно потому, что между ядерным взрывом и взрывом
обычного взрывчатого вещества (тротила) существует коренное
качественное отличие, а также потому, что ядерный взрыв обла-
дает несравнимо большей мощностью, действие ядерного оружия
должно быть рассмотрено особо. В связи с этим важное значение
имеет знание и понимание механических и физических процес-
сов, связанных с ядерным взрывом.

1.4. Цель настоящей книги состоит в том, чтобы установить зако-
номерности, связанные с действием ядерного оружия, и дать
объективный анализ этих закономерностей. Авторы книги на-
деются, что содержащиеся в ней сведения помогут лицам, ответст-
венным за планирование оборонных мероприятий, в решении
трудных проблем, которые могут возникнуть в случае атомной
войны. Кроме того, данные, приведенные в книге, могут быть
использованы архитекторами и строителями при проектиро-

1 В советской специальной литера ре принят терм
ин «проникающая радиа-
ция». (Прим. ред, ) т Е ы ы к

+ <

=

ч>

а

ОСОБЕННОСТИ ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВОВ :

вании сооружений, обладающих повышенной устойчивостью про-
тив разрушающего действия ядерного взрыва и пожаров, а также
способностью защищать от ядерной радиации. 5

Строение атомов и изотопы

[.5. Всякое вещество состоит из одной или нескольких простых
составных частей, называемых элементами; общее число элемен-
тов — около девяноста. К наиболее известным элементам отно-
сятся: газы — водород, кислород и азот; твердые неметаллы — уг-
лерод, сера и фосфор, а также различные металлы, как, например,
железо, медь и цинк. Менее известным элементом является уран,
который в обычных условиях представляет собой твердый металл;
за последние годы он приобрел важное значение ввиду того, что
используется как источник атомной (или ядерной) энергии.

1.6. Наименьшая частица любого элемента, которая может су-
ществовать, сохраняя в то же время его свойства, называется ато-
мом этого элемента. Следовательно, существуют атомы водорода,
железа, урана и вообще атомы всех элементов. Атомы водорода
являются наиболее легкими, а атомы урана — наиболее тяжелыми
из всех атомов, встречающихся в природе. Еще более тяжелые
атомы, например атомы плутония, также являющегося источником
ядерной энергии, были получены из атомов урана искусственным
путем.

1.7. Каждый атом состоит из относительно тяжелой централь-
ной части — ядра, окруженного несколькими, значительно более
легкими частицами, называемыми электронами. Само ядро атома
состоит из определенного числа элементарных частиц, называемых
протонами и нейтронами. Эти две частицы обладают почти одина-
ковыми массами, но отличаются друг от друга тем, что протон не-
сет единичный заряд положительного электричества, а нейтрон,
как показывает само название, не имеет электрического заряда,
т. е. он нейтрален. Наличие протонов в ядре объясняет тот факт,
что последнее имеет положительный электрический заряд, однако
в нормальном состоянии атома положительный заряд ядра урав-
новешивается отрицательным зарядом электронов, окружающих
ядро.

1.8. Основное различие между атомами различных элементов
заключается в числе протонов (элементарных положительных за-
рядов), имеющихся в ядрах; это число называется атомным номе-
ром элемента. Например, в ядре атома водорода имеется только
один протон, в ядре атома гелия — два протона, в ядре атома
урана — 92. протона, а плутония — 94 протона. Хотя ядра всех ато-
мов данного элемента содержат одинаковое число протонов, они
могут иметь различное число нейтронов. Разновидности атомов,
имеющих одинаковый атомный номер, но отличающихся своей мас-
сой, называются изотопами данного элемента. Большинство эле-

8 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВАХ

ментов (кроме примерно двадцати) встречаются в природе в виде
двух или более изотопов; много других изотопов было получено
искусственно различными способами, однако они неустойчивы, т. е.
являются радиоактивными.

Высвобождение ядерной энергии. Реакции деления и синтеза

1.9. Как было указано выше, взрыв является результатом очень
быстрого выделения большого количества энергии. В случае обыч-
ного взрыва эта энергия выделяется за счет перестройки атомов
взрывчатого вещества, например атомов водорода, углерода, кис-
лорода и азота, имеющихся в тротиле. При ядерном же взрыве
энергия выделяется вследствие перераспределения или рекомби-
нации протонов и нейтронов в атомных ядрах. Таким образом, то,
что обычно называется атомной энергией, в действительности яв-
ляется ядерной энергией, поскольку она выделяется в результате
определенных ядерных превращений. Поэтому атомные бомбы на-
зываются также ядерным оружием. Силы, действующие между
протонами и нейтронами в атомных ядрах, несравненно больше,
чем силы, действующие между атомами в целом, поэтому при оди-
наковых массах обычных взрывчатых веществ и ядерного деля-
щегося вещества количество выделяющейся ядерной (атомной)
энергии во много раз больше обычной энергии.

1.10. Известно много ядерных процессов, однако не все они со-
провождаются выделением энергии. Для протекания процесса с
выделением энергии необходимо, чтобы суммарная масса частиц,
вступающих во взаимодействие, была больше массы продукта (или
продуктов) реакции. Если в ходе ядерной реакции масса умень-
шается, то выделяется определенное количество энергии, эквива-
лентное уменьшению массы. Такое изменение массы при ядерных
реакциях свидетельствует о различных энергиях связи частиц
в различных ядрах. Один из основных законов природы гласит,
что преобразование любой системы с меньшей энергией связи
между ее составными частями в систему, в которой эта энергия
связи больше, должно сопровождаться выделением энергии и со-
ответствующим уменьшением массы.

1.11. Однако, чтобы ядерная энергия выделилась в количествах,
достаточных для того, чтобы произошел взрыв, условие, при кото-
ром в ядерных процессах должно иметь место уменьшение
массы, является необходимым, но недостаточным. Для этого необ-
ходимо также, чтобы ядерная реакция, раз начавшись, была са-
моподдерживающейся, т. е. не прекращалась. Условию быстрого
выделения больших количеств энергии могут удовлетворить два
типа ядерных превращений, известных под названием деление и
синтез. Процесс деления происходит в том случае, когда в реакции

<

+7

#&

с

ож <

а Фи

ОСОБЕННОСТИ ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВОВ 9

участвуют некоторые из наиболее тяжелых ядер (т. е. ядер, имею-
щих большой атомный номер); синтезу же, наоборот, подвер-

гаются некоторые из наиболее легких ядер (т. е. ядер, имеющих
малый атомный номер).

1.12. Для осуществления ядерных взрывов при помощи про-
цесса деления используются определенные изотопы элементов
урана и плутония. Когда свободный (т. е. несвязанный) нейтрон
проникает в ядро атома, способного делиться, это ядро может рас-
щепиться на две меньшие части. Это и есть процесс деления, ко-
торый сопровождается выделением большого количества энергии.
Образующиеся при этом меньшие (более легкие) ядра называются
продуктами деления. При полном делении ядер атомов, содержа-
щихся в | кг урана или плутония, выделяется столько же энергии,
сколько выделяется при взрыве 20 тыс. т тротила.

1.13. В процессе синтеза два легких ядра соединяются (слива-
ются) вместе и образуют ядро более тяжелого атома. Примером
этого может служить синтез изотопов водорода, известных под на-
званием дейтерия, или «тяжелого водорода». При определенных
условиях ядра двух атомов дейтерия могут соединиться и образо:
вать ядро атома более тяжелого элемента — гелия с выделением
энергии.

1.14. Ядерные реакции синтеза могут быть осуществлены при
весьма высоких температурах, поэтому они называются термо-
ядерными реакциями. Количество фактически высвобождаемой
энергии при данной массе реагирующего вещества зависит от
того, какой именно изотоп (или изотопы) участвует в ядерной
реакции синтеза. Например, при полном синтезе ядер всех атомов,
имеющихся в | кг дейтерия, выделилось бы столько же энергии,
сколько выделяется при взрыве около 58 тыс. т тротила.

1.15. При определенных ядерных реакциях синтеза, в которых
участвуют ядра изотопов водорода, освобождаются нейтроны вы-
сокой энергии (см. $ 1.55). Эти нейтроны могут вызвать деление
ядер атомов урана или плутония. Следовательно, если совместить
определенные реакции синтеза с реакцией деления, то делящееся
вещество при этом может быть использовано полнее для получе-
ния энергии. Поэтому устройство, в котором происходят реакции и
деления и синтеза (термоядерные), может дать взрыв огромной
мощности.

1.16. Иногда устанавливают различие между атомным ору-
жием, в котором энергия выделяется в результате процесса деле-
ния ядер, и водородным (термоядерным) оружием, в котором
энергия выделяется за счет реакций синтеза. Однако и в том и в
другом случае энергия взрыва выделяется в результате ядерных
реакций, поэтому оружие обоих видов может быть правильно
названо ядерным (или атомным) оружием. В данной книге будут

10 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВАХ

применяться более общие термины «ядерная бомба» и «ядерное
оружие» независимо от типа реакции, в результате которой выде-
ляется энергия взрыва.

Энергия ядерного взрыва

1.17. Мощность ядерного взрыва определяется общим `количест-
вом выделяемой энергии (выходом энергии), сравниваемой с энер-
гией, выделяемой при взрыве эквивалентного количества тротила.
Так, ядерной бомбой с тротиловым эквивалентом | тыс. т назы-
вается такая бомба, при взрыве которой выделяется столько же
энергии, сколько выделяется при взрыве 1 тыс. т тротила. Анало-
гично этому взрыв ядерного заряда с тротиловым эквивалентом
1 млн. т эквивалентен взрыву 1 млн. т тротила. Тротиловый экви-
валент первых. образцов ядерных бомб, как, например, бомб, взор-
ванных над японскими городами в 1945 г. или в ходе испытаний
в 1946 г. на атолле Бикини, составлял около 20 тыс. т. С тех пор
были разработаны значительно более мощные боеприпасы, троти-
ловый эквивалент которых измеряется миллионами тонн.

1.18. Выше указывалось ($ 1.12), что при полном делении ядер
атомов, содержащихся в | кг урана или плутония, выделяется
столько же энергии, сколько выделяется при взрыве 20 тыс. т тро-
тила. Это означает, что при взрыве ‘ядерной бомбы с тротиловым
эквивалентом 20 тыс. т делению подвергается | кг делящегося
вещества. Однако действительное количество урана или плутония,
содержащегося в такой бомбе, превышает 1 кг. Другими словами,
при взрыве ядерного заряда только часть содержащегося в нем де-
лящегося вещества подвергается делению. Поэтому говорят, что
коэффициент полезного действия ядерного заряда (бомбы) ме-
нее 100%.

Распределение энергии при ядерных взрывах

1.19. При взрыве обычной (снаряженной тротилом) бомбы по-
чти вся выделяющаяся энергия непосредственно проявляется
в виде кинетической (тепловой) энергии продуктов взрыва.
В этом случае выделяющаяся энергия, как указывалось в ЯВ
почти полностью расходуется на образование ударной волны или
волны сжатия грунта. В случае же взрыва ядерного заряда
только 85% энергии, выделяющейся при делении ядер, прояв-
ляется в виде тепловой (кинетической) энергии, и лишь часть
из этих 85% расходуется на образование ударной волны или
волны сжатия грунта. Остальная часть этих 85% расходуется на
образование светового излучения, т. е. световых и тепловых лу-
чей. Это происходит потому, что при ядерном взрыве достигается
значительно более высокая температура, чем при обычном взрыве.

&

мерно 35%. Сле
волны сжатия р
(рис. 1.19).

НЕННЕЕЕЕЕЕНЕЕЫ =
НЕЕ ВЕНЕ
Е

Н
НН
3 =

ЕН

Остаточная
яйерная рабуация 10%

Абсчальная ядерная
радиация 57,

Рис. 1.19. Распределение энергии при типичном воз-
душном взрыве

1.20. Остальные 15% энергии ядерного взрыва приходятся на
долю различных ядерных излучений. Из них 5% составляет на-
чальная ядерная радиация, испускаемая в течение примерно од-
ной минуты от. момента взрыва, и 10% приходятся на долю оста-
точной ядерной радиации, испускаемой в течение сравнительно
длительного времени. Остаточная радиация почти полностью ис-
ходит от радиоактивных продуктов деления, остающихся после

ва. Следует отметить, что при обычном взрыве никакой ядер-

взры
этом случае ядра атомов

ной радиации не бывает, поскольку в
не претерпевают изменений.

1.21. Начальная ядерная радиация состоит главным образом из
гамма-лучей (подобных рентгеновским лучам) и нейтронов. И те

и другие, особенно гамма-лучи, в воздухе способны преодолевать
я и проникать через значительную толщу

значительные расстояни
различных материалов. Поскольку ядерную радиацию нельзя вн
деть или ощущать, но в то же время она наносит поражение орга:
е возникнове-
ном расстоянии от места е
му даже на значитель
м а является очень важным поражающим фактором ядерного
их

взрыва.

12 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВАХ

1.22. В процессе радиоактивного распада продукты деления ис-
пускают гамма-лучи и бета-частицы. Бета-частицы представляют
собой движущиеся с большой скоростью электроны, т. е. частицы,
входящие в состав атома и имеющие отрицательный электрический
заряд ($ 1.7). Бета-частицы также невидимы и хотя обладают мень-
шей проникающей способностью, чем гамма-лучи, они, подобно по-
следним, также опасны для организма.

1.23. Самопроизвольное испускание бета-частиц и гамма-лучей
радиоактивными веществами, например продуктами деления ядер,
является постепенным процессом. Оно происходит в течение неко-
торого времени, причем интенсивность излучения зависит от при-
роды радиоактивного вещества и его количества. Ввиду непре-
рывного распада с течением времени уменьшается как количество
радиоактивного вещества, так и интенсивность излучения. Это
означает, что остаточная ядерная радиация, источником которой
в основном являются продукты деления, имеет наибольшую интен-
сивность сразу после взрыва, ослабевая с течением времени.

Виды ядерных взрывов

- 1.24. Внешняя картина взрыва, а также действие ударной
волны, волны сжатия грунта, светового излучения и ядерной ра-
диации изменяются в зависимости от расположения центра взрыва
по. отношению к поверхности земли. Обычно различают четыре
вида взрывов, хотя на практике. может быть много различных про-
межуточных случаев. Эти четыре вида взрывов, определение кото-
рых будет дано ниже, следующие: а) воздушный взрыв, 6) под-
водный взрыв, в) подземный взрыв и г) наземный (надводный)
взрыв.

1.25. Почти одновременно с ядерным взрывом образуется силь-
но нагретая светящаяся масса сферической формы, называемая
огненным шаром. Воздушным взрывом называется взрыв, произ-
веденный в воздухе над землей или водой на такой высоте, при ко-
торой огненный шар в момент его максимальной яркости не ка-
`‘сается поверхности земли. Например, при взрыве бомбы с троти-
ловым эквивалентом | млн. т диаметр огненного шара в момент
наибольшей его яркости может достичь величины 1750 м. Это зна-
чит, что взрыв такой бомбы будет воздушным в том случае, если
он произойдет на высоте не менее 875 м над поверхностью
земли.

1.26. Количественные характеристики воздушного взрыва зави-
сят от фактической высоты взрыва, а также от его мощности,
однако общая картина взрыва при всех воздушных взрывах одина-
кова. Почти вся механическая энергия взрыва проявляется в виде
воздушной ударной волны, хотя, если взрыв происходит достаточно
близко к поверхности земли, возникает и некоторая вояна сжатия
грунта. Световое излучение распространяется на большое расстоя-

Г

у’

т

>

< =

и щ

<

ОСОБЕННОСТИ ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВОВ 13

ние и оказывается настолько интенсивным, что в достаточно яс-
ный день при взрыве, например, бомбы с тротиловым эквивален-
том | млн. т может вызвать ожоги средней тяжести на открытых
участках тела на расстоянии около 19 км. Тепло же от такого
взрыва можно ощущать на расстоянии до 120 км. При воздушных
взрывах большей мощности эти расстояния, коненно, будут соот-
ветственно ббльшими. Поскольку световое излучение сильно задер-
живается обычными непрозрачными материалами, здания и
одежда могут служить защитой от него.

1.27. Начальная ядерная радиация при воздушном взрыве так-
же распространяется на значительное расстояние, хотя с увеличе-
нием расстояния от места взрыва ее интенсивность падает довольно
быстро. Подобно рентгеновским лучам, ядерные излучения имеют
большую проникающую способность. И для того чтобы уменьшить
их интенсивность до безопасной величины, требуется достаточно
толстый защитный слой материала (предпочтительно материала,
имеющего большую плотность). Например, для того чтобы чело-
век, находящийся на расстоянии 1,6 км от места воздушного
взрыва ядерной бомбы с тротиловым эквивалентом 1 млн. т, был в
относительной безопасности от действия начальной радиации, он
должен находиться под защитой слоя стали толщиной 30 см или
бетона толщиной 120 см.

1.28. В случае высокого или относительно высокого воздушного
взрыва продукты деления, остающиеся. после взрыва, распростра-
няются на большие расстояния. На поверхности земли остаточная
радиация, источником которой являются эти продукты, имеет не-
большое значение. Но если взрыв происходит вблизи поверхности
земли, то продукты деления смешиваются с частицами грунта,
большая часть которых выпадает на землю недалеко от места
взрыва. Местность при этом заражается радиоактивными ве-
ществами и может представлять опасность для живых орга-
НИЗМОВ.

1.29. Если ядерный взрыв происходит при условиях, когда его
центр находится под землей или под водой, то такой взрыв назы-
вается соответственно подземным или подводным. Поскольку эти
два вида взрывов имеют много общего, они рассматриваются в
данной книге вместе.

1.30. При подземном (подводном) взрыве большая часть энер-
гии проявляется в виде подземной или подводной волны сжатия
(подводной ударной волны), однако некоторая часть энергии
взрыва расходуется на образование воздушной ударной волны,
причем эта часть тем меньше, чем больше глубина взрыва. Боль-
тая часть светового излучения и начальной ядерной радиации по-
глощается средой на небольшом расстоянии от центра взрыва.
Энергия поглощенных излучений расходуется на нагревание
грунта или массы воды. В зависимости от глубины взрыва некото-
рая часть светового излучения и ядерной радиации будет проникать

14 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВАХ

через поверхность земли (воды), однако интенсивность их будет
меньше, чем при воздушном взрыве. Остаточная ядерная радиация
при этих видах взрывов имеет более важное значение, так как
в районе взрыва большое количество грунта или воды оказы-
вается зараженным радиоактивными продуктами взрыва. :

1.31. Наземным (надводным) называется такой взрыв, который
происходит на поверхности земли (воды) или же в воздухе на
такой высоте, при которой огненный шар (в стадии максималь-
ной яркости) касается поверхности земли (воды). В резуль-
тате такого взрыва образуются воздушная ударная волна и волна
сжатия грунта (подводная ударная волна), распределение энергии
между которыми зависит от высоты центра взрыва над поверхно-
стью. От высоты взрыва зависит также энергия светового излуче-
ния и начальной ядерной радиации, испускаемых огненным шаром.
Остаточная ядерная радиация может представить значительную
опасность, поскольку взрыв поднимает огромные массы радиоак-
тивно зараженной пыли (или воды).

1.32. Хотя каждый из указанных четырех видов взрывов и рас-
сматривался самостоятельно, в действительности между ними не-
возможно провести четкого разграничения. Ясно, что с уменьше-
нием высоты воздушный взрыв превратится в наземный (надвод-
ный) взрыв. Точно так же наземный (надводный) взрыв становится
подземным (подводным) на небольшой глубине, когда огненный
шар частично образуется ниже поверхности земли (воды). Не-
смотря на это, представляется целесообразным, как будет пока-
зано в следующих главах, делить ядерные взрывы на четыре вида,
определение которых было дано выше.

ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, ПРОТЕКАЮЩИЕ ПРИ ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВАХ 1
Цепная ядерная реакция

1.33. Явление деления ядра атома урана или плутония путем
захвата одного нейтрона замечательно тем, что при этом, кроме
выделения большого количества энергии, мгновенно испускаются
два или более новых нейтрона. Освобождающиеся таким образом
нейтроны сами способны вызвать деление ядер других атомов с
испусканием новых нейтронов, которые могут вызвать дальней-
шее деление ядер и т. д. Таким образом, в принципе один-един-
ственный нейтрон может положить начало целой цепи ядерных де-
лений, причем число вовлекаемых в этот пронесс ядер и количе-

ство освобождаемой энергии возрастают с колоссальной скоро-
стью.

1 Этот раздел при чтении данной главы может быть опущен,

<&

>

9,

ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, ПРОТЕКАЮЩИЕ ПРИ ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВАХ 15

1.34. В действительности не все нейтроны, освобождаемые в
процессе деления, вызывают новое деление; некоторые из этих
нейтронов выходят из сферы реакции, а другие вступают в реак-
цию, не вызывая деления. Все же для простоты можно предполо-
жить, что при делении ядра каждого атома урана или плутония
освобождаются два нейтрона, способных вызвать дальнейшее де-
ление. Пусть в некоторой массе урана один нейтрон был захвачен
ядром и произошло деление; при этом освобождаются два ней-
трона, которые вызывают деление двух других ядер. Освобождаю-
щиеся четыре нейтрона вызывают деление четырех ядер и т. Д-

1.35. Таким образом, число нейтронов, а следовательно, и число
ядер, подвергающихся делению, с^каждым циклом удваивается,
число нейтронов таким образом быстро растет по закону геометри-
ческой прогрессии (1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, ...). Менее чем за 90 циклов
деления освобождается такое количество нейтронов, которое доста-
точно для деления ядер всех атомов, содержащихся в 50 кг урана;
при этом выделяется столько же энергии, сколько выделяется при
взрыве | млн. т тротила. | -

1.36. Время, необходимое для процесса деления, весьма мало;
большая часть нейтронов, освобождаемых при делении, также
испускается очень быстро. Поэтому промежуток времени между сле-
дующими один за другим актами деления определяется средним
временем, протекающим с момента испускания нейтрона до его за-
хвата ядром, способным к делению. Это время зависит также и от
энергии (или скорости) нейтрона; если нейтроны имеют достаточно
высокую энергию (такие нейтроны обычно называются быстрыми),
то это время составляет около одной стомиллионной доли се-
кунды. Следовательно, 90 циклов деления протекают менее чем за
одну миллионную долю секунды. Выделение энергии, эквивалент-
ной энергии взрыва 1 млн. т тротила в такой малый промежуток
времени, и создает условия для взрыва колоссальной силы.

1.37. Из изложенного видно, что процесс деления ядер сопро-
вождается мгновенным освобождением нейтронов и выделением
энергии; благодаря этому в принципе возможно вызвать самораз-
вивающуюся цепную ядерную реакцию. В результате этого можно
добиться того, что несколько килограммов деляшегося вещества в
течение незначительной доли секунды могут выделить столько же
энергии, сколько выделяется при взрыве тысяч (или миллионов)
тонн тротила. В этом и заключается основной принцип действия
ядерной бомбы, снаряженной делящимися веществами.

Критическая масса ядерного заряда

138 Выше указывалось, что часть нейтронов, освобождаемых
при делении, вылетает за пределы сферы реакции или же захва-
тывается, не производя деления. Если количество нейтронов, те-
ряемых в результате этих двух явлений, больше, чем количество

16 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВАХ

} о
нейтронов, вновь образуемых при делении, то цепная реакция пре- 97. 1
рвется. При этом выделится некоторое количество энергии, но оно чае Я
не будет достаточным, а выделение будет слишком медленным, что- ри
бы произошел эффективный взрыв. Следовательно, для осуществ- ар 4
ления взрывной ядерной реакции необходимо создать условия, - кол
при которых потеря нейтронов будет минимальной. В этом отноше- ` бое
нии особенно важное значение имеют нейтроны, которые выле- 1.
тают из массы делящегося вещества и не принимают участия в ние к
реакции. шел
ной Р'
невоЗ!
тония
(0) момен
р 49 честв
{ лучил
р баг.
ы взрыв,
ИЛИ п,
} Лови?
Е ы ска д
(прим
НИЮ).
умень
Рис. 1.40. Схема, иллюстрирующая уменьшение отно- $ очку
сительного количества выходящих из сферы реакции
нейтронов с увеличением количества делящегося [
вещества
} 14:
1.39. Нейтроны вылетают за пределы сферы реакции через по- рые
верхность массы урана или плутония. Следовательно, чем больше Лящее
поверхность, тем больше будет потеря нейтронов. С другой сто- жет |
роны, процесс деления, в результате которого происходит освобо- Чтобы
ждение новых нейтронов, происходит во всей массе делящегося ве- яда
щества; следовательно, количество вновь образующихся нейтронов ВИЯх.
пропорционально объему этого вещества. Таким образом, относи- Должь
тельное количество нейтронов, вылетающих из сферы реакции, мо- Да
жет ‘быть уменьшено путем увеличения размеров делящегося ве- Ток о
щества, так как при этом отношение поверхности к объему умень- ` у
шается. [2
1.40. Это положение легче понять, если рассмотреть рис. 1.40, на бы 4
котором показано два шарообразных куска делящегося вещества, Че
из которых один больше другого; в обоих случаях процесс деле- ЛЯ Кук
ния начинается одним нейтроном, изображенным на рисунке в 4 ом
виде точки в окружности. Предполагается, что при каждом акте ‚ к [
деления освобождаются три нейтрона, т. е. поглощается один ней- “и М
“бы
ао
. ие

ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, ПРОТЕКАЮЩИЕ ПРИ ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВАХ 17

трон, а испускаются три. Выход нейтрона из системы указан
стрелкой. Если конец стрелки находится внутри шара, это озна-
чает, что произошло деление и выделилось дополнительное количе-
ство нейтронов; если же конец стрелки находится за пределами
шара, то нейтрон потерян. Из рис. 1.40 видно, что относительное
количество потерянных нейтронов для малого шара значительно
больше, чем для большого.

1.41. Если масса урана или плутония мала, т. е. если отноше-
ние поверхности к объему велико, то количество нейтронов, вы-
шедших из системы, будет так велико, что создание цепной ядер-
ной реакции, а следовательно, и осуществление взрыва окажутся
невозможными. Но с увеличением количества урана или плу-
Г] тония относительная потеря нейтронов уменьшается и наступает

момент, когда реакция становится самоподдерживающейся. Коли-
$9 чество делящегося вещества, соответствующее этому моменту, по-

лучило название критической массы.
м 1.42. Таким образом, для того чтобы произошел ядерный
взрыв, необходимо, чтобы в боеприпасе имелось количество урана
или плутония, превосходящее критическую массу при данных ус-
. ловиях. Критическая масса зависит, кроме прочего, от формы ку-
ы ска делящегося вещества, его состава и степени загрязнения
(примеси способны поглощать нейтроны, не подвергаясь деле-
нию). Потерю нейтронов-и величину критической массы можно
уменьшить, заключив делящееся вещество в специальную 0бо-

“ лочку — отражатель нейтронов.

Образование критической массы

1.43. В атмосфере всегда имеются свободные нейтроны, кото-
рые могут рождаться различными путями. Вследствие этого де-
лящееся вещество, масса которого превосходит критическую, мо-
жет расплавиться или даже взорваться. Поэтому необходимо,
чтобы до взрыва ядерной бомбы ни одна часть ее ядерного за-
ряда не имела массы, равной критической при данных усло-
виях. Для того чтобы осуществить взрыв, масса ядерного заряда
должна стать сверхкритической, т. е. стать больше критической;
создание такой массы должно происходить за короткий промежу-
ток времени, который исключил бы возможность изменения кон-
фигурации заряда (например, расплавление его) до взрыва.

144. Известны два метода осуществления ядерного взрыва, т.е.
быстрого превращения системы из подкритической в сверхкрити-
ческую. Первый метод состоит в том, что два или более куска де-
лящегося вещества, масса каждого из которых меньше критиче-
ской, очень быстро соединяют друг с другом и получают один ку-
сок, масса которого превосходит критическую. Этого можно до-

стичь, если в уст й ющем ствол пушки, взрывом
обычного взрывчарого взад ННИгА одиникусок делящегося
9 Действие ядерног оружия `занск› о Дома

ОФьцер в Совзтской
Ер зии

аналит

Мы

18 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВАХ

вещества, имеющий массу, меньшую, чем критическая, с другим
таким же куском, закрепленным в противоположном закрытом
конце ствола.

1.45. Для осуществления взрыва вторым методом используют
явление, при котором определенное количество соответствующего
изотопа урана или плутония, масса которого меньше критической,
под большим давлением становится критическим или даже сверх-
критическим. Причина этого явления состоит в том, что под влия-
нием высокого давления уменьшаются размеры заряда, а сле-
довательно, и его поверхность (т.е. площадь, через которую
вылетают нейтроны); тем самым уменьшается относительное коли-
чество нейтронов, вылетающих за пределы сферы. Таким образом,
цепная реакция может протекать в делящемся веществе, масса ко-
торого была меньше критической до его сжатия.

1.46. В ядерном заряде, действие которого основано на про-
цессе деления, высокое давление создается с помощью обычного
взрывчатого вещества. Из специально изготовленных кусков
этого взрывчатого вещества собирается сферическая форма.
В центре этой сферы помещается шарообразный ядерный заряд,
масса которого меныше критической. Когда обычное взрывчатое
вещество взрывается с помощью ряда взрывателей, расположен-
ных снаружи, возникает взрывная волна, направленная внутрь си-
стемы. Как только эта волна достигает уранового (или плутоние-
вого) шара, она заставляет его сжаться, вследствие чего он ста-
новится сверхкритическим и взрывается.

Продукты деления

1.47. Когда ядра атомов урана или плутония захватывают ней-
троны и подвергаются делению, образуется множество различных
осколков деления, т. е. ядер продуктов деления. Это объясняется
тем, что в процессе деления ядра могут расщепляться различными
способами (около 40 способов). Большинство осколков (прибли-
зительно 80), образующихся таким путем, являются ядрами радио-
активных изотопов общеизвестных, более легких элементов. Радио-
активность продуктов деления обычно проявляется в испускании
отрицательно заряженных бета-частиц (см. $ 1.22). Испускание
бета-частиц часто (но не всегда) сопровождается излучением гам-
ма-лучей, которые уносят избыточную энергию. В некоторых, осо-
бых, случаях испускается только гамма-излучение.

1.48. В результате испускания бета-частицы ядро атома радио-
активного вещества превращается в ядро атома другого элемента,

-который иногда называют продуктом распада. Продукты распада
осколков деления, как' правило, тоже являются радиоактивными
и могут распадаться с испусканием бета-частиц и гамма-лучей.

$

+

—-

ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, ПРОТЕКАЮЩИЕ ПРИ ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВАХ 19

В среднем каждый осколок деления претерпевает три последо-
вательных радиоактивных распада, прежде чем превратится
в устойчивое (нерадиоактивное) ядро. Ввиду того, что деление
ядер происходит многими способами, а также потому, что раз-
личные осколки деления оказываются в различных стадиях рас-
пада, смесь продуктов деления ядер оказывается весьма сложной

по составу'. Среди продуктов деления было обнаружено более

200 различных изотопов 35 легких элементов (от цинка до гадо-
линия).

100

80

60

40

20

Относительная активность продукгтов деления

РА ц 6 8 10 12
Время после взрыва 8 часах

Рис. 1.50. Уменьшение активности продуктов деления после
ядерного взрыва (активность через 1 час после взрыва при-
нята равной 100)

1.49. Скорость радиоактивного распада данного изотопа, т. е.
интенсивность испускания им бета-частиц и гамма-лучей, обычно
определяется его периодом полураспада. Под периодом полурас-
пада подразумевается время, в течение которого радиоактивность
некоторого количества данного радиоизотопа уменьшается до по-
ловины своего первоначального значения. Каждое радиоактивное
вещество имеет свой определенный период полураспада, который
не зависит ни от физического состояния, ни от количества этого
вещества. Было найдено, что периоды полураспада различных про-

' Для наименования сложной смеси, об
времени деления, употреблен общий терми

2*

разующейся за короткий промежуток
н «продукты деления».

20 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВАХ

дуктов деления составляют от небольшой доли секунды до значе-
ния порядка | миллиона лет.

1.50. Хотя каждый радиоактивный изотоп, входящий в состав
продуктов деления, имеет свой период полураспада, смесь этих
изотопов, образующаяся при ядерном взрыве, имеет настолько
сложный состав, что невозможно точно определить ее период
полураспада в целом. Тем не менее из данных, полученных
путем многократных экспериментальных измерений, было уста-
новлено, что уменьшение интенсивности излучения продуктов
деления в целом может быть вычислено с помощью довольно про-
стой формулы. Эта формула будет рассмотрена в главе [Х, однако
представление о характере уменьшения активности продуктов де-
ления можно получить из графика (рис. 1.50), построенного со-
гласно упомянутой формуле. На рисунке остаточная радиоактив-
ность продуктов деления спустя один час после взрыва принята
за 100, дальнейшее уменьшение активности во времени выражается
кривой. Из графика видно, что через 7 часов после взрыва актив-
ность продуктов деления уменьшится до одной десятой части (10%)
той величины, которую она имела спустя один час после взрыва.
Спустя два дня активность уменышится примерно до 1% вели-
чины, которую она имела через один час после взрыва.

Альфа-активность

1.51. Кроме бета- и гамма-активности, характерной для продук-
тов деления, существует еще третий вид радиоактивности, о кото-
ром следует упомянуть. Этим видом активности обладают
делящиеся вещества, часть которых, как указывалось в $ 1.18, не
подвергается делению в момент взрыва. Как уран, так и плутоний
являются радиоактивными: они испускают. альфа-частицы. Эти ча-
стицы являются одним из видов ядерных излучений, однако они
отличаются от бета-частиц, испускаемых продуктами деления, тем,
что значительно тяжелее их и имеют положительный электриче-
ский заряд. Альфа-частицы идентичны с ядрами атомов гелия.

1.52. Ввиду того, что масса и заряд альфа-частиц больше, они
обладают меньшей проникающей способностью, чем бета-частицы
и гамма-лучи одинаковой с ними энергии. Например, весьма не-
многие альфа-частицы, испускаемые радиоактивными веществами,
имеют длину пробега в воздухе более 2,5—7,5 см. Эти частицы
едва ли могут проникнуть через неповрежденную кожу человека;
одежда их задерживает. Следовательно, уран и плутоний, остаю-
щиеся после взрыва, непосредственно не представляют собой опас-
ности. Однако если эти вещества, особенно плутоний, попадут
в организм в достаточном количестве (например, с пищей, водой,
через дыхательные пути или поврежденные части кожи), то по-
следствия могут быть серьезными.

№2.

ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, ПРОТЕКАЮЩИЕ ПРИ ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВАХ 21

Реакции синтеза или термоядерные реакции

1.53. На Солнце и звездах энергия выделяется за счет реакций
синтеза, в которых участвуют ядра атомов легких (с малым атом-
ным весом) элементов. Из опытов, произведенных в лабораториях
при помощи циклотронов и других подобных установок, была уста-
новлена возможность синтеза изотопов водорода. Известно, что
водород имеет три изотопа, ядра которых обладают массой 1, из.

ти изотопы называются соответственно водород (Н!), дейте-
рий (Н? или Д?) и тритий (НЗ или Тз). Ядра всех этих изотопов
несут в себе по одному положительному заряду, т. е. каждое ядро
содержит один протон, но отличается от других по числу нейтро-
нов. Ядра наиболее легкого изотопа Н! не содержат нейтронов;
ядра дейтерия Н? содержат по одному нейтрону, а ядра три-
тия НЗ — по два нейтрона.

1.54. Установлено, что между ядрами трех изотопов водорода
протекает несколько реакций синтеза, в которых участвуют два
одинаковых или два различных ядра. Для эффективного протека-
вия этих реакций ядра должны обладать высокой энергией. Одним
из способов сообщения ядрам такой высокой энергии является ис-
пользование ускорителей заряженных частиц, например цикло-
трона. Другой способ состоит в нагревании реагирующих веществ
до очень высоких температур. В последнем случае процесс син-
теза, как указывалось ранее, называется термоядерной реакцией.

1.55. Для получения энергии представляют интерес четыретер-
моядерные реакции синтеза, поскольку при практически достижи-
мых температурах они протекают достаточно быстро'. Эти реак-
ции следующие:

Н?-{ Н? = Нез-- п-| 3,2 Мэв
Н?- Н? = НЗ + Н!-+ 4 Мав
Нз-.Н? = Не и- 17 Мэв
Н3з- Нз = Не -{.2и + 11 Мзв,

где символом Не обозначен элемент гелий, а символом ий — ней-
трон, имеющий массу 1. Выделяющаяся при каждой реакции энер-
гия выражена в миллионах электроновольт (Мэв)?. Не вдаваясь
в подробности, можно утверждать, что при делении ядра урана
(или плутония) с массовым числом около 240 атомных единиц
массы выделяется энергия, равная 200 Мэв. При синтезе 5 ядер
дейтерия, имеющих общее массовое число 10 атомных единиц

' См. статью Г. М. Е14епоиг в журнале «ЗепННс Атемсап», 182, № 3, стр. 11
(1950 г.) и статью А. Веше там же, 182, № 4, стр. 18 (1950 г.).

2 Один электроновольт (э8) — это энергия, которую получит единичный элек-
трический заряд, т. е. электрон, ускоренный разностью потенциала в | в. | Мэв
в миллион раз больше электроновольта и эквивалентен 1,6-10-—6 эрг (9) или
1,6.10—13 дж.

>
з

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВАХ

массы, в среднем освобождается около 24,2 Мэв. Таким образом,
при одинаковых весах при синтезе ядер дейтерия выделяется при-
мерно в три раза больше энергии, чем при делении ядер урана
или плутония.

1.56. Для протекания ядерных реакций синтеза требуется тем-
пература порядка миллиона градусов. Единственным способом
создания такой высокой температуры является ядерный взрыв ура-
новой (плутониевой) бомбы. Следовательно, если в одном и том
же устройстве поместить делящееся вещество и некоторое коли-
чество дейтерия или трития (или же их смеси), то можно иниции-
ровать одну или несколько термоядерных реакций синтеза, приве-
денных выше. Для осуществления термоядерного взрыва необхо-
димо, чтобы эти реакции, сопровождаемые выделением энергии,
быстро протекали во всей массе определенного количества изо-
топа (или изотопов) водорода.

1.57. Следует отметить, что две из приведенных реакций, в ко-
торых участвует тритий НЗ, представляют особый интерес по не-
скольким причинам. Эти реакции не только протекают быстрее
и дают больше энергии, чем те, в которых участвует только дей-
терий, но в процессе их освобождается один или два нейтрона.
Эти нейтроны, как было указано в $ 1.15, способны вызывать де-
ление урана или плутония и тем самым увеличить общее количе-
ство энергии, выделяющейся при комбинированной реакции.

в т“

ГЛАВА П
ЯДЕРНЫЕ ВЗРЫВЫ

Введение

П.1. При ядерном взрыве происходит ряд специфических явле-
ний; некоторые из них производят видимые эффекты, тогда как
другие непосредственно не проявляются. Как указывалось в главе [,
некоторые особенности этих явлений зависят от вида взрыва, т. е.
от того, происходит ли взрыв в воздухе, на поверхности земли
(воды) или под землей (водой). Кроме того, на некоторые наблю-
даемые эффекты могут повлиять метеорологические условия, та-
кие, как температура, влажность, атмосферное давление, скорость
и направление. ветра, атмосферные осадки, хотя характерные осо-
бенности взрывов, которые будут описаны ниже, всегда остаются
неизменными. ы :

П.2. В данной главе рассматриваются явления, которые сопро-
вождают главным образом воздушные или произведенные невы-
соко‘над поверхностью земли взрывы ядерных бомб с тротиловым
эквивалентом | млн. т. Данные о подводных взрывах на неболь-
шой глубине относятся к единственному взрыву, произведенному
у атолла Бикини в 1946 г. на глубине около 60 м (тротиловый
эквивалент при этом составлял 20 тыс. т). Кроме того, приводятся
также данные о том, какие последствия можно ожидать при ядер-
ных взрывах других мощностей.

П.3. Данные, приводимые ниже, прежде всего относятся
к взрыву, происходящему в воздухе на значительной высоте над
поверхностью земли (воды). Затем рассматриваются те изменения,
которые претерпевают описываемые явления при наземном (над-
водном) взрыве, и в заключение будут указаны некоторые особые
явления, характерные для подводного (подземного) взрыва.

ВОЗДУШНЫЙ И НАЗЕМНЫЙ (НАДВОДНЫЙ) ВЗРЫВЫ
. Огненный шар

П.4. Как было указано выше, деление ядер урана или плутония
в ядерном заряде приводит к выделению огромного количества
энергии в небольшом объеме вещества в течение весьма короткого

94 Е ЯДЕРНЫЕ ВЗРЫВЫ

промежутка времени. Вследствие этого продукты деления, обо-
лочка заряда и другие части бомбы, а также окружающий воз-
дух нагреваются до очень высоких температур, приближающихся
к температуре в центре Солнца. Максимальная температура, кото-
рая достигается при взрыве атомной бомбы, вероятно, составляет
несколько миллионов градусов. Для сравнения можно указать, что
при взрыве обычной бомбы, снаряженной тротилом, максимальная
температура достигает лишь 5000° С. Под действием огромного ко-

Рис. И.5. Огненный шар, образовавшийся при воздушном взрыве

ядерного заряда с тротиловым эквивалентом порядка нескольких

миллионов тонн (сфотографирован на высоте 3,6 км на расстоянии

около 80 км); огненный шар частично закрыт конденсационным
облаком (см. $ П.43)

личества тепла, выделяющегося при ядерном взрыве, все вещества
испаряются и переходят в газообразное состояние. Поскольку эти,
газы в момент взрыва занимают ограниченный объем (объем са-
мой бомбы), они создают колоссальное давление. Это давление,
вероятно, в сотни тысяч раз больше атмосферного, т. е. составляет
несколько сот тысяч килограммов на квадратный сантиметр.

П.5. За несколько миллионных долей секунды, в течение кото-
рых происходит взрыв бомбы, сильно нагретые газы, находя-
щиеся под очень высоким давлением, образуют сферическую ярко
светящуюся массу. Это и есть огненный шар, о котором говори‘
лось в $ 1.25. На рис. П.Б показан типичный огненный шар, обра-
зующийся при воздушном взрыве. Хотя яркость свечения со вре-
менем уменьшается, все же примерно через 0,7 мсек! огненный

1 Миллисекунда (мсек) — это одна тысячная часть секунды,

ВОЗДУШНЫЙ И НАЗЕМНЫЙ (НАДВОДНЫЙ) ВЗРЫВЫ 5)

шар, образующийся при взрыве ядерной бомбы с тротиловым
эквивалентом | млн. т, на расстоянии около 100 км от места
взрыва кажется в 30 раз ярче солнца (при максимальной его яр-
кости в полдень). Во время нескольких взрывов, произведенных
на полигоне в штате Невада, где испытывалось только оружие
с тротиловым эквивалентом менее 100 тыс. т, яркий отблеск на

НЕС в ранние утренние часы наблюдался на расстоянии 640 км и
олее.

1.6. Яркость свечения огненного шара, как правило, сильно
не меняется с изменением энергии (или мощности) взрыва. Это
указывает на то, что температура поверхности огненного шара, от
которой зависит его яркость, остается почти одинаковой при взры-
вах бомб различной мощности.

П.7. Сразу же после своего образования огненный шар начи-
нает увеличиваться в размерах, вовлекая в себя окружающий
воздух. Увеличение размеров огненного шара сопровождается пони-
жением его температуры (и давления), а поэтому и яркости свече-
ния. Одновременно огненный шар поднимается вверх, подобно воз-
душному шару. Спустя 0,7 мсек после взрыва бомбы с тротиловым
эквивалентом 1 млн. т огненный шар имеет радиус около 70 м,
а через 10 секунд его радиус достигает максимальной величины,
составляющей около 1 км. В это время огненный шар поднимается
со скоростью 75—100 м/сек. Спустя примерно минуту после взрыва
огненный шар остывает настолько, что перестает быть видимым.
За это время он поднимается на высоту около 7 км от центра

взрыва.

Атомное (радиоактивное) облако взрыва

118. В период наибольшей яркости огненного шара его темпе-
ратура. настолько высока, что по крайней мере во внутренних ча-
стях его все вещества, из которых состояла бомба, находятся в га-
зообразном состоянии. К таким веществам относятся радиоактив-
ные продукты деления, уран (или плутоний), не подвергшийся
делению, оболочка заряда и другие части бомбы. По мере того
как огненный шар увеличивается в размерах и охлаждается, газы
конденсируются и образуют облако, состоящее из твердых частиц
вещества бомбы, а также из множества мелких капель воды, на-
ходившейся в воздухе, вовлеченном в поднимающийся огнен-
ный шар.

П.9. Образовавшееся таким путем атомное облако взрыва вна-
чале имеет красный или красновато-бурый цвет, так как на по-
верхности огненного шара всегда имеются цветные компоненты,
в частности азотная кислота и различные окислы азота. Эти веще-
ства образуются в результате химического взаимодействия между
имеющимися в воздухе азотом, кислородом и парами воды, про-

26 ЯДЕРНЫЕ ВЗРЫВЫ

исходящего при высокой температуре. Когда огненный шар осты-
вает и происходит конденсация паров воды с образованием мель-
чайших капелек, облако светлеет, приближаясь по цвету к обыч-
ным облакам.

Рис. П.10. Столб пыли, втянутый в облако взрыва восходя-
щими потоками воздуха при воздушном взрыве

1.10. В зависимости от высоты взрыва и характера местности
в непосредственной близости от места взрыва образуются потоки
воздуха, направленные от периферии к центру и вверх. Эти потоки
поднимают с поверхности земли большое количество пыли и дру-
гих частиц и увлекают их в атомное облако взрыва (рис. П.10).

2, гротих обпокп взпьвп в клртпа-ь

=

ВОЗДУШНЫЙ И НАЗЕМНЫЙ (НАДВОДНЫЙ) ВЗРЫВЫ

1.11. Частицы пыли сначала увлекаются облаком взрыва
вверх, но через. некоторое время под влиянием силы тяжести они
начинают опускаться с различной скоростью, зависящей от их раз-
меров. Этим объясняется рост облака взрыва, состоящего глав-
ным образом из очень маленьких частиц радиоактивных продуктов
деления и остатков бомбы, а также из капелек воды, частиц пыли

и более крупных частиц, поднятых восходящими потоками воз-
духа.

244

8
З

>>
=
=

8
5
5
=
С)
З
=
>.
З
з
8
=
5
5
5
8
53

0 2
Время после взрыва в минута

Рис. И.12. Высота подъема облака (над центром взрыва) для различных
моментов времени при взрыве ядерного заряда с тротиловым эквивалентом
1 млн. т

1.19. Скорость подъема верхней части радиоактивного облака
зависит от метеорологических условий и мощности взрыва. При-
мерные значения скорости подъема облака взрыва приведены
в табл. П.19. Представление об этой скорости можно получить
также при рассмотрении графика на’ рис. П.12, из которого видно,
что за 30 секунд облако достигает высоты около 5 км, а за 1 ми-
нуту — около 7 км. Средняя скорость подъема за первую минуту
составляет около 40 км/час.

1.13. Высота, которой в конечном счете достигает радиоактив-
ное облако, зависит от количества тепловой энергии, выделяемой
при взрыве, а также от температурного градиента и плотности

ЯДЕРНЫЕ ВЗРЫВЫ

[2
со

Таблица П.12

Скорость подъема радиоактивного облака

Высота, км Время, мин Скорость подъема, км/час
3,2 0,3 480
6,4 0,75 320
9,6 1,4 225
16,0 3,8 145
22,4 6,3 56

окружающего воздуха. Как правило, чем больше количество осво-
бождаемой тепловой энергии, тем больше величина подъемной
силы, действующей на облако, и, следовательно, тем больше вы-
сота его подъема. Вероятно, максимальная высота, достигаемая
радиоактивным облаком, ограничивается нижними слоями страто-
сферы.

П.14. Как правило, с увеличением высоты температура атмо-
сферы понижается. Однако при некоторых условиях в атмосфере

Рис. П.15. Грибовидное облако, образовавшееся при взрыве

ядерного заряда с тротиловым эквивалентом порядка не-

скольких миллионов тонн (сфотографировано на высоте 3,6 км
и расстоянии около 80 км от места взрыва)

ГРУЗ эт,

ВОЗДУШНЫЙ И НАЗЕМНЫЙ (НАДВОДНЫЙ) ВЗРЫВЫ 29

образуется инверсионный слой, в котором с увеличением высоты
температура повышается. Если радиоактивное облако достигает
такого инверсионного слоя, то оно стремится распространяться
В горизонтальном направлении. Тем не менее благодаря подъем-
ной силе, которой обладает горячая масса воздуха, большая часть
облака обычно проходит через инверсионный слой.

П.15. По достижении слоя, в котором плотность облака стано-
вится равной плотности окружающего воздуха, или по достижении
нижних слоев стратосферы облако почти перестает подни-
маться и начинает распространяться в горизонтальном направле-
нии. В результате этого образуется грибовидное облако, характер-
ное для ядерных взрывов (рис. 1.15). Максимальная высота, до-
стигаемая нижней частью «шляпки гриба» за 8—10 минут, обычно
составляет 8—16 км. Верхняя часть грибовидного облака дости-
гает еще большей высоты, которая зависит от мощности взрыва.
Например, во время взрывов устройств с тротиловым эквивален-
том порядка нескольких миллионов тонн, произведенных в ходе
испытаний в Тихом океане в 1952 и 1954 гг., верхняя часть грибо-
видного облака достигала высоты около 40 км. Грибовидное об-
лако обычно остается видимым в течение часа, пока оно не рас-
сеется ветрами в окружающей атмосфере или не смешается
с обычными облаками,

Особенности наземного (надводного) взрыва

11.16. Многие явления, происходящие при взрыве на поверхно-
сти земли, аналогичны явлениям, которые наблюдаются при воз-
душном взрыве; в связи с этим, прежде чем перейти к изложению
остальных вопросов, целесообразно указать на некоторые особен-
ности взрыва на поверхности земли (воды). В этом случае огнен-
ный шар в начальный момент своего развития касается земли
(рис. П.1ба). Так как развивающаяся при взрыве температура
очень высока, то значительное количество грунта, камней и других
материалов, находящихся в районе взрыва, испаряется и захваты.
вается огненным шаром. Расчеты показывают, что если на нагрев
грунта будет израсходовано хотя бы только 5% энергии, выделяе-
мой при взрыве бомбы. с тротиловым эквивалентом 1 млн. т, то
к обычным веществам, из которых состоит огненный шар, доба-
вится около 20 тыс. т испарившегося грунта. Кроме того, возни-
кающие у поверхности земли воздушные потоки поднимут большое
количество пыли и других твердых частиц, которые устремятся
вверх вслед за поднимающимся огненным шаром (рис. П.166).

1.17. Таким образом, основное различие между взрывом на
поверхности земли и воздушным взрывом состоит в том, что в пер-
вом случае радиоактивное облако значительно больше загрязнено

Рис. 1.1ба. Огненный шар, образовавшийся при взрыве
ядерного заряда с тротиловым эквивалентом порядка
нескольких миллионов тонн у поверхности земли. Мак-
симальный диаметр огненного шара составил около 5 км

Рис. 1.166. Образование облака пыли при наземном ядер-
ном взрыве

ячназяув

0$

чачаЕЯ

ВОЗДУШНЫЙ И НАЗЕМНЫЙ (НАДВОДНЫЙ) ВЗРЫВЫ 31

веществами грунта, чем во втором. Поднятая кверху масса грунта
включает в себя как очень маленькие частицы, образовавшиеся
в результате конденсации при охлаждении огненного. шара, так и
более крупные частицы. Состав облака взрыва в каждом конкрет-
ном случае, разумеется, зависит от характера местности и от того,
в какой мере огненный шар касается земли.

П.18. В случае наземного ядерного взрыва при наличии на по-
верхности земли умеренного количества пыли и других подвижных
частиц, как, например, это было при проведении ряда испытаний,
скорость подъема радиоактивного облака почти такая же, как и
при воздушном взрыве (см. табл. П.12). Радиоактивное облако,
прежде чем принять грибовидную форму, описанную в $ П.15, под-
нимается на высоту в несколько километров.

П.19. Вследствие испарения грунта в месте соприкосновения
с ним огненного шара, а также вследствие разброса грунта удар-
ной волной и образующимися потоками воздуха на поверхности
земли образуется воронка. Размеры воронки зависят от высоты
и мощности взрыва, а также от характера грунта. Считается, что
для бомбы с тротиловым эквивалентом | млн. т сколько-нибудь
значительная воронка может образоваться лишь в том случае,
если взрыв происходит на высоте менее 135 м.

1.20. Когда ядерный взрыв происходит. близко от поверхности
воды, большое. количество воды испаряется и поднимается вместе
с радиоактивным облаком. Например, если предположить, как от-
мечалось выше ($ П.16), что на испарение расходуется 5% энер-
гии, выделяемой при взрыве бомбы с тротиловым эквивалентом
1 млн. т, то в пар превратится около 100 тыс. т воды. На больших
высотах этот пар конденсируется с образованием капелек воды
аналогично тому, как это происходит при образовании обычных
атмосферных облаков.

Выпадение радиоактивных частиц

П.21. При навемном (надводном) взрыве большое количество
грунта (воды) вовлекается в огненный шар на ранней стадии раз-
вития последнего и расплавляется или испаряется. Когда огнен-
ный шар достаточно охлаждается, то газообразные продукты де-
ления, конденсируясь, захватываются расплавленными частицами
грунта. Из твердых частиц грунта, образующихся при дальнейшем
охлаждении, лишь незначительная доля оказывается равномерно
зараженной радиоактивными продуктами деления по всему объему;
основная же масса частиц грунта оказывается зараженной с по-
верхности, в тонком слое, окружающем эти частицы. Капельки
воды заражаются также неравномерно; небольшие частички ра-
диоактивных продуктов деления находятся в отдельных точках
внутри капелек. По мере того, как сильное возмущение среды, вы-

ЯДЕРНЫЕ ВЗРЫВЫ

званное взрывом, уступает место нормальному состоянию, зара-
женные частицы грунта и капельки воды постепенно опускаются
вниз на землю. Это явление известно под названием выпадения
радиоактивных продуктов взрыва. Именно эти выпадающие веще-
ства, радиоактивный распад которых происходит в течение дли-
тельного периода времени, являются источником и. ядер-
ной радиации, о которой упоминалось в предыдущей главе‘.
1.22. Масштабы и характер выпадения могут изменяться в ши-
роких пределах; они определяются конкретным сочетанием не-
скольких условий (мощность взрыва и конструктивные особенно-
сти бомбы, высота взрыва, характер грунта в районе взрыва и
метеорологические условия). Например, если взрыв происходит
в воздухе на значительной высоте, так что в облако втягивается
небольшое количество пыли или воды, то радиоактивные частицы
сильно рассеиваются. В таком случае опасность от выпадения ра-
диоактивных осадков оказывается значительно меньше, чем при
наземном (надводном) взрыве. Так, например, в городах Хиросима
и Нагасаки, над которыми бомбы < тротиловым эквивалентом око-
ло 20 тыс. т были взорваны на высоте примерно 550 м, совер-

шенно не было жертв, вызванных выпадением радиоактивных
продуктов взрыва.

П.23. В то же время ядерный взрыв, произведенный на поверх-
ности земли или вблизи от нее, может вызвать сильное радиоактив-
ное заражение местности. Например, | марта 1954 г. на атолле
Бикини было испытано устройство < мощным термоядерным заря-
дом, причем взрыв был произведен близко от поверхности корал-
лового острова; последовавшее выпадение радиоактивных веществ
вызвало значительное заражение района площадью в 18 тыс. км?.

1.24. Зараженный район, грубо говоря, имел сигарообразную
форму; он простирался на 350 км в направлении ветра и на 32 км
против ветра. Ширина зараженной полосы местности была раз-
личной и наибольшая ее величина составляла около 64 км. На
форму и размеры территории зараженного района значительное
влияние оказывают направление и скорость ветра, в особенности
в верхних слоях атмосферы. Как будет показано ниже, для пра-
вильного прогноза характера радиоактивного выпадения, вызывае-

мого ядерным взрывом, следует прежде всего учесть параметры
ветра.

1.25. Процесс выпадения_ радиоактивных веществ происходит
постепенно, в течение некоторого периода времени. Например, для
вышеуказанного взрыва на атолле Бикини, на границах района,

' Другим, не менее важным источником указанной радиации является радно-
активность, возникающая в различных веществах в результате захвата нейтро-
нов, освобождаемых в момент взрыва; такая радиоактивность имеет существен-
ное значение в районах, расположенных близко к месту взрыва,

после испыттат
лось наиболее
когда-либо и\
активное зара
ным ДЛЯ ВСЯК
кое заражени
Весьма вероя
произведен Н.

ВОЗДУШНЫЙ И НАЗЕМНЫЙ (НАДВОДНЫЙ) ВЗРЫВЫ 33

площадь которого составляла 18 тыс. км?, радиоактивные частицы
начали выпадать лишь спустя 10 часов после взрыва. К этому вре-
мени радиоактивное облако уже настолько рассеялось, что его не
| было видно. Из этого вытекает тот важный факт, что выпадение
радиоактивных веществ может происходить даже тогда, когда
само радиоактивное облако становится невидимым. Тем не менее
| выпадение в основном обусловливается наличием сравнительно

крупных частиц пыли и грунта, зараженных радиоактивными про-
| дуктами деления, которые оседают из грибовидного облака сравни-
‚ тельно недалеко от района взрыва. Это иногда называют местным
выпадением. Кроме того, существует другой тип выпадений, при
котором мельчайшие частицы оседают очень медленно и в конце
концов довольно равномерно покрывают весьма большие террито-
рии; это так называемое рассеянное по всему миру выпадение, об-
условливаемое радиоактивными частицами, которые появились в
результате всех видов взрывов (см. гл. Х).

П.26. Хотя выпадение радиоактивных веществ, последовавшее
после испытательного термоядерного взрыва 1 марта 1954 г., явля-
лось наиболее сильным из всех выпадений от других взрывов,
когда-либо имевших место, следует отметить, что сильное радио-
активное заражение местности не обязательно является характер-
ным для всякого термоядерного взрыва; также верно и то, что та-
кое заражение может быть не только при термоядерных взрывах.
Весьма вероятно, что если бы указанный термоядерный взрыв был
произведен на значительной высоте над коралловым островом, так,
чтобы огненный шар не касался поверхности земли, то выпадение
радиоактивных веществ в районе испытаний было бы менее значи-
тельным.

1.27. Конечно, могут возникнуть такие особые условия, при
которых местное выпадение радиоактивных веществ окажется зна-
чительным даже в случае воздушного взрыва. Если, например,
пойдет дождь во время взрыва или вскоре после него, капли
дождя увлекут с собой радиоактивные частицы. Так случилось во
время испытания под названием «Эйбл», проведенного у Бикини
в июле 1946 г., когда ядерная бомба с тротиловым эквивалентом
20 тыс. т была взорвана на высоте нескольких сот метров над по-
верхностью воды. Через 2—3 часа после взрыва в этом районе
пошел дождь; было обнаружено, что капли дождя радиоактивны,
однако степень радиоактивности дождя в данном случае была
сравнительно небольшой.

Ударная волна

1.28. Сразу же после взрыва возникает волна сильного сжатия,

которая распространяется от огненного шара во все стороны
(рис. 1.28); это и есть ударная волна (явления, связанные с воз-

3 Действие ядерного оружия

34 ЯДЕРНЫЕ ВЗРЫВЫ

никновением ударной волны, будут подробно рассмотрены ниже)
которая является непосредственной причиной разрушающего дей.
ствия воздушного взрыва. Фронт ударной волны быстро удаляется
от огненного шара и напоминает движущуюся стену сильно ке
того воздуха. Через 10 секунд после взрыва ядерной бомбы ст я
тиловым эквивалентом | млн т, когда огненный шар кей
своих максимальных размеров (диаметр равен около 2 км), фронт

Франт ударной у я
Волны Пененный мар

Рис. 1.28. Слабо светящийся фронт ударной волны виден
вблизи границ полусферического огненного шара вскоре
после того, как он оторвался от последнего

ударной волны находится приблизительно на расстоянии 4,8 км
от его границ. За 50 секунд после взрыва, когда огненный шар
перестает быть видимым, ударная волна проходит расстояние
около 19 км. В это время ее скорость составляет около 345 м/сек,
что несколько больше, чем скорость звука на уровне моря.

1.29. Ударяясь о. поверхность земли, ударная волна отражается
аналогично тому, как отражается звуковая волна, образуя эхо.
Отраженная ударная волна способна производить разрушения
так же, как и прямая (падающая). На некотором расстоянии от
эпицентра взрыва у поверхности земли (воды) отраженная волна
сливается с падающей; это расстояние зависит главным „образом
от высоты и мощности взрыва. Явление слияния падающей и отра-
женной волн получило название эффекта Маха, а образующаяся
при этом сложная волна называется головной ударной волной
(волной Маха). Избыточное давление (величина давления сверх
атмосферного) во фронте головной ударной волны, как правило,
поити‘в два раза больше, чем во фронте падающей Уларнон

волны,

ВОЗДУШНЫЙ И НАЗЕМНЫЙ (НАДВОДНЫЙ) ВЗРЫВЫ 35

1.30. При воздушном взрыве ядерного заряда с тротиловым
эквивалентом 1 млн. т (см. $ П.47) эффект образования головной
уларной волны начинается приблизительно через 5 секунд после
взрыва вдоль линии, напоминающей окружность и отстоящей от
эпицентра на расстоянии около 2 км. Здесь под эпицентром под-
разумевается точка на поверхности земли (воды), расположенная
непосредственно под (или над) центром взрыва.

П.31. В первые мгновения после возникновения головной удар-
ной волны высота ее фронта небольшая, но с продвижением от
эпицентра взрыва эта высота увеличивается. В то же время избы-
точное давление головной ударной волны, как и падающей волны,
уменьшается, так как энергия волны уменьшается, а движущийся
фронт охватывает все большую и ббльшую площадь. Спустя
40 секунд после взрыва ядерной бомбы с тротиловым эквивалентом
1 млн. т, когда головная ударная волна уже находится на рас-
стоянии около 16 км от эпицентра, избыточное давление умень-
шается приблизительно до 0,07 кг/см? 1.

1.32. Расстояние от эпицентра взрыва, на котором начинается
образование головной ударной волны, изменяется в зависимости
от высоты взрыва. Например, как видно из рис. П.28, во время
испытаний под названием «Тринити» (взрыв был произведен на
небольшой высоте в Аламогордо в штате Нью-Мексико) головная
ударная волна образовалась на расстоянии нескольких метров от
поверхности светящейся области. Наоборот, при очень высоком
воздушном взрыве головная ударная волна почти не обра-
зуется. :

1.33. При ядерном взрыве, кроме потоков воздуха, направлен-
ных от периферии к центру и вверх вслед за поднимающейся све-
тящейся областью ($ П.10), возникает также движение масс воз-
духа, связанное с распространением ударной волны. Максималь-
ная скорость масс воздуха на сравнительно близких от эпицентра
расстояниях может достигнуть нескольких сот километров в час;
даже на расстоянии более 10 км от места взрыва бомбы с троти-
ловым эквивалентом | млн. т максимальная скорость ветра может
превысить 110 км/час. Ясно, что такие сильные ветры способны
значительно увеличить разрушения, вызываемые действием удар-

ной волны воздушного взрыва.

Световое излучение

11.34. Одновременно с образованием огненного шара начи-
нается испускание светового излучения. Так как температура
огненного шара очень высока, то испускаются в этот момент
ультрафиолетовые (имеющие короткую длину волны), видимые и

`

' Нормальное атмосферное давление на уровне моря составляет 1,033 ке/см?,
*
3 *

| Л
36 ЯДЕРНЫЕ ВЗРЫВЫ к

у

р

Ри

инфракрасные (длинноволновые) лучи. ры | И

светового излучения слоем воздуха, находящи Редствен- ий в.

ной близости от огненного шара (см. $ П.76 и далее), т и

поверхности огненного шара изменяется несколько необычным об. и

разом. В то время как температура внутри огненного шара падает - мм

постепенно, температура на его поверхности в течение небольшой и

доли секунды снижается резко. Затем температура поверхности | И

огненного шара («видимая температура») снова повышается. При и

р

5 р СЯ

$ № и к

у

8 5 И

ЗЕ рати

Ва 10 зат

33 650 18.

28 50 увлучени

58 |. КЛЮЧ

55. 40 при яде]

3 30 ние исп)

Е большая

2% СОТ И

- 91 ИЗД

бо 10 2,0 30 40 50 6,0 70 80 9.0 10,0 п, 12,0 пени, К

Время после взрыва (8 условных единицах) | мл.

Н

Рис. 1.35. Кривая, иллюстрирующая испускание светового излучения и

двумя импульсами е

уче

этом повышение температуры происходит за более длительный Улов
промежуток времени, после чего она падает уже плавно (см.
рис. 1.92). Другими словами, огненный шар в своем развитии
проходит через два температурных импульса на его поверхности
(или две фазы) '. Первый импульс имеет весьма малую продол-

жительность, тогда как второй продолжается в течение значи- Ца

тельно более длительного времени. Подобное явление происходит д.

при всех ядерных взрывах, причем с увеличением мощности взры- ть

ва увеличивается и продолжительность каждого импульса. И Ц

1.35. В соответствии со скачками температуры на поверхности щ и

огненного шара световое излучение испускается им также двумя м

импульсами (рис. П.35). В первом импульсе, который при взрыве м

бомбы с тротиловым эквивалентом | млн. т длится около одной г

десятой доли секунды, температура огненного шара очень высокая, на

м

м

т В нашей специальной литературе термину «температурный импульс» соот“ ак и,

ветствует выражение «фаза развития светящейся области». (Прим. ред.) м 8

ВОЗДУШНЫЙ И НАЗЕМНЫЙ (НАДВОДНЫЙ) ВЗРЫВЫ 37.

поэтому значительная часть светового излучения в этом импульсе
представляет собой ультрафиолетовые лучи. Умеренные дозы
ультрафиолетовых лучей могут вызвать ожоги кожи с образова-
нием болезненных пузырей; небольшие дозы их могут вызвать по-
краснение кожи. Все же по ряду причин первый импульс светового
излучения в большинстве случаев не представляет особой опасно-
сти в отношении ожогов кожи: во-первых, в первом импульсе
испускается лишь около 1% всего. светового излучения, так как
этот импульс длится весьма непродолжительное время; во-вторых,
ультрафиолетовые лучи сильно ослабляются воздухом, так что
доза этих лучей на некотором расстоянии от места взрыва может
оказаться сравнительно небольшой. Кроме того, ультрафиолетовые
лучи, испускаемые в первом импульсе, по-видимому, могут ока-
зать значительное воздействие на кожу человека лишь на таких
расстояниях, в пределах которых другие виды ядерной радиации
являются значительно более опасными.

1.36. Совершенно по-иному происходит испускание светового
излучения во втором импульсе, который длится несколько секунд
и включает в себя около 99% всей лучистой энергии, выделяемой
при ядерном взрыве. Поскольку в этом импульсе световое излуче-
ние испускается при более низкой температуре, чем в первом, то
большая часть излучения, достигающего поверхности земли, ©о-
стоит из видимых и инфракрасных (невидимых) лучей. Именно
это излучение является основной причиной ожогов различной сте-
пени, которые при взрыве бомбы с тротиловым эквивалентом
1 млн. т могут быть получены при отсутствии укрытия на расстоя-
нии около 90`км и более. Как будет показано в главе УП, для бомб
большей мощности увеличивается и радиус поражения. Световое
излучение, испускаемое во второй фазе, может при определенных
условиях вызвать также пожары.

Начальная ядерная радиация

1.37. Как указывалось в главе 1, взрыв ядерной бомбы сопро-
вождается испусканием нейтронов, гамма-лучей, альфа- и бета-
частиц. Почти все нейтроны и часть гамма-лучей испускаются
в процессе деления. Другими словами, эти излучения возникают
одновременно с ядерным взрывом. Часть нейтронов, освобождае-
мых в процессе деления, немедленно поглощается (захватывается)
ядрами атомов различных веществ, имеющихся в бомбе; такой
захват обычно тоже сопровождается мгновенным испусканием
гамма-лучей. Остальная Часть гамма-лучей и все бета-частицы
испускаются в течение некоторого периода времени по мере радио-
активного распада продуктов деления. Точно так же альфа-части-
цы испускаются вследствие радиоактивного распада урана (или
плутония), не подвергшегося делению во время взрыва,

РНЫЕ ВЗРЫВЫ
38 ЯДЕ в

1.38. Под начальной ядерной радиацией обычно подразумева.
ются излучения, испускаемые как огненным шаром, —- и радио-
активным облаком в течение первой минуты после взрыва. Эта
радиация включает в себя поток нейтронов и гамма-лучей, испу-
скаемых почти мгновенно, а также поток гамма-лучей, испускае-
мых радиоактивными продуктами деления, находящимися в под-
нимающемся облаке. Следует отметить, что начальная ядерная г
радиация включает в себя также альфа- и бета-частицы, однако
ими можно пренебречь, так как эти частицы легко поглощаются и
максимальная длина их пробега не. превышает нескольких
метров. Е

1.39. Время испускания начальной ядерной радиации первона-
чально было принято равным 1 мин. Это время было определено
(с известной степенью произвольности) на основе следующих сооб-
ражений. Гамма-лучи, испускаемые в процессе деления урана или
распада продуктов деления, поглощаются воздухом; при взрыве
бомбы с тротиловым эквивалентом 20 тыс. г радиус их поражаю-
щего действия составляет около 3,2 км. Другими словами, гамма-
лучи, источник которых находится на высоте более 3,2 км, не ока-
жут вредного воздействия на объекты, находящиеся на поверхности
земли. Следовательно, когда облако взрыва поднимается на вы-
соту 3,2 км, ядерная радиация оказывает незначительное воздейст-

зультате ряд

вие. Поскольку на эту высоту облако взрыва поднимается в тече- О
ние приблизительно одной минуты, это время и было принято тень Е .

= продолжительность испускания начальной ядерной радиа- о
ии.

1.40. Приведенный в предыдущем параграфе простой расчет ре Виль
был произведен на основе характеристик бомбы с тротиловым Условия, при
эквивалентом 20 тыс. т. Для более мошного ядерного заряда мак- азано, ЧТО.
симальный радиус поражающего действия гамма-лучей больше, ‘` дует те
чем указанная выше величина. Однако при этом и скорость подъ- тратура -
ема облака взрыва больше. Точно так же для взрыва меньшей Пра а
мощности радиус действия гамма-лучей будет меньше, при этом лу Е
соответственно будет меньше и скорость подъема облака. Следо- В
вательно, продолжительность испускания начальной ядерной ради- де м. д
ации может быть принята одна и та же, равная примерно | мин., КО МЕ

независимо от мощности ядерного взрыва.

1.41. Для термоядерных реакций, приведенных в $ 1.55, ядер- К
ная радиация обусловливается в основном только нейтронами а
образующимися непосредственно при этих реакциях. Правда, в про- ба
цессе этих реакций образуются также альфа-частицы (ядра гелия),

но они имеют очень малую длину пробега. Часть об азую

неитронов вылетает из сферы реакции, а остальные Вася м

ядрамн атомов различных веществ, имеющихся в бомбе. Те № “

нейтроны, которые захватываются делящимися веществами, могут чо У

вызвать деление ядер с освобождением новых нейтронов и испу- м доб,

сканием гамма-лучей, как это происходит при взрыве обычной и а
о ра
м в.

ВОЗДУШНЫЙ И НАЗЕМНЫЙ (НАДВОДНЫЙ) ВЗРЫВЫ 39

урановой (плутониевой) бомбы. Захват нейтронов, не сопровожда-
емый делением ядер, обычно приводит к испусканию гамма-лучей.
Таким образом, начальная ядерная радиация при ядерном взрыве,
основанном как на реакции деления, так и на реакции синтеза
(термоядерная реакция), состоит в основном из нейтронов и гамма-
лучей. Соотношение этих двух типов излучений при взрыве такой
бомбы несколько иное, чем в том случае, когда вся выделяемая
энергия обусловлена только реакцией деления, но для решения
практических вопросов этим различием можно пренебречь.

Другие явления, сопровождающие ядерный взрыв

11.42. Следует упомянуть о некоторых интересных явлениях,
связанных с ядерным взрывом, происходящим в воздухе, хотя эти
явления не имеют отношения к поражающему действию взрыва.
Вскоре после взрыва на некотором расстоянии от огненного шара
возникает фиолетовое свечение, которое особенно заметно ночью
или при слабом дневном свете. Это свечение продолжается в ‘тече-
ние значительного времени; оно отчетливо видно близ верхней
части облака взрыва. Полагают, что это свечение возникает в ре-
зультате ряда сложных процессов, происходящих под действием
гамма-лучей на азот и кислород воздуха.

П.43. Одним из ранних явлений, сопровождающих при опреде-
ленных условиях ядерный взрыв, является образование конденса-
ционного облака. Его иногда называют облаком Вильсона (в ка-
мере Вильсона учеными искусственно создаются аналогичные
условия, приводящие к образованию облака). В главе Ш будет по-
казано, что за фронтом воздушной ударной волны (волны сжатия)
следует волна разрежения. В фазе сжатия ударной волны тем-
пература воздуха повышается, а в фазе разрежения — понижается.
При сравнительно низком давлении ударной волны температура
воздуха в период фазы разрежения может стать ниже той, которую
он имел до периода фазы сжатия. Если при этом воздух со-
держит значительное количество паров воды, то происходит их
конденсация с образованием облака.

П.44. Конденсационное облако, которое образовалось при ис-
пытании под названием «Эйбл», проведенном у атолла Бикини
в 1946 г., показано на рис. П.44. Поскольку бомба была взорвана
близ поверхности воды, воздух был почти полностью насыщен па-
рами воды, и условия благоприятствовали образованию конден-
сационного облака. На фотоснимке видно, что облако образуется
на некотором расстоянии от огненного шара. Это объясняется тем,
что ударная волна должна пройти известное расстояние, прежде
чем давление в фазе сжатия уменьшится до величины, при кото-
рой во время фазы разрежения происходит понижение ых -
туры воздуха, достаточное для конденсации водяных паров. За это
время фронт ударной волны продвинется еще дальше от огненного

40 ЯДЕРНЫЕ ВЗРЫВЫ

Рис. П.44. Конденсационное облако, образовавшееся при
воздушном взрыве над водой

шара, как это видно на фотоснимке, на котором изображен свет-
лый диск на поверхности воды, образовавшийся в результате про-

: ИР
хождения ударной волны.

145. Так как для образования конденсационного облака не- |
обходима относительно высокая влажность воздуха, то наиболее —
благоприятные условия для: образования такого облака возникают |
при ядерных взрывах, произведенных над поверхностью воды или р
под водой. Так было, например, во время испытаний у атолла № Па, Рави
Бикини в 1946 г.; конденсационное облако начало образовываться аетаци И
через 1—2 секунды после взрыва и исчезло приблизительно через
1 секунду, когда воздух снова нагрелся и капельки воды испари- |

зу
те |
м Ц №
ь. м ‹
а
а к
ть
УЕ де ИС
и ей, к
| Ка | }
т Мау Да
То №“
ми
К
}
Ма
о,
м
|
Рис. П.45. Последняя стадия развития конденсационного о М
р облака, образовавшегося при воздушном взрыве над водой О, У
т
Ч м
у м -
м

ВОЗДУШНЫЙ И НАЗЕМНЫЙ (НАДВОДНЫЙ) ВЗРЫВЫ 41

лись. Облако, имевшее вначале вид купола, приняло форму
кольца, как видно на рис. П.45, а затем исчезло.

1.46. Поскольку конденсационное облако образуется после
того, как большая часть лучистой энергии освобождена, оно ока-
зывает мало влияния на интенсивность светового излучения.
Правда, густые облака и особенно задымление могут ослабить
световое излучение, однако конденсационное облако в этом отно-
шении имеет небольшое значение, поскольку оно образуется очень
поздно, да и плотность его небольшая.

Стадии развития воздушного ядерного взрыва

1.47. На. рисунках П.47а—П.47д показаны наиболее существен-
ные моменты из всего сказанного относительно воздушного ядер-

Ядерная радиация и световве излучение

Огненный шар

УД

млн т. КМ {6 32 4,8 6.4 80 . 96

Рис. П.47а. Развитие воздушных взрывов ядерных зарядов с тротиловыми
эквивалентами 20 тыс. т и 1 млн. т (соответственно через 0,5 сек. и 1,8 сек.
после взрыва)

Сразу же после ядерного взрыва в воздухе образуется сильно
раскаленный светящийся газообразный шар. Поскольку температура ог-
ненного шара очень высока, он испускает световое (тепловое) излуче-
ние, способное вызывать на значительном расстоянии ожоги на теле и вос-
пламенение возгораемых материалов. Ядерные реакции, вызывающие взрыв
и радиоактивный распад продуктов деления, сопровождаются вредной ядерной
радиацией - (испускание гамма-лучей и нейтронов), также имеющей большой
радиус действия в воздухе. Вскоре после взрыва в воздухе возникает раз-
рушающая ударная волна, быстро удаляющаяся от огненного шара.

К моменту времени, указанному на рисунке, огненный шар почти дости-
гает своих максимальных размеров, как это видно из следующей таблицы:

Диаметр огненного пара в м при
взрыве ядерного заряда с тротиловым

эквивалентом
20 тыс. т млн: Ш
К указанному моменту времени. ....... 440 1890
Максимальная величина. 470 2160

Фронт ударной волны к указанному на рисунке моменту времени находится от
огненного шара на расстоянии 225 м для ядерного заряда с тротиловым экви-
валентом 20 тыс. т и немногим более 800 м для заряда с тротидовым экви-
валентом 1 млн. т. . |

49 ЯДЕРНЫЕ ВЗРЫВЫ

ного взрыва. На этих рисунках показаны ‚стадии развития отдель.
ных процессов, сопровождающих типичный воздушный взрыв, т.е.

взрыв на такой высоте, при которой он может причинить макси.
мально возможный ущерб городу средних размеров. Для ядерных
взрывов имеют силу некоторые простые законы, известные под на.

Ядерная радиация и световое излучение
Побакацая ударная волна

(траженная ударная волна

Начало и головной р р
долны; избытонное давление 112 нг/см
ТТ МИ р Зо ва 096 108 16 19
млн.т. вм
0 1652805 8 БИ (ит
Рис. 1.476. Развитие воздушных взрывов ядерных зарядов м
с тротиловыми эквивалентами 20 тыс. 7 и 1 млн. 1 (соответ- |
ственно через 1,25 секунды и 4,6 секунды после взрыва) ие,
ВИ
При падении ударной волны на поверхность земли воз- Ш
никает отраженная ударная волна. На определенном рас-
стоянии от эпицентра взрыва, зависящем от высоты | |9
взрыва и мощности бомбы, падающая ударная волна сли- из
вается с отраженной и образует у поверхности земли одну, зы
более сильную волну, называемую головной волной. пром
Время и расстояние, на котором начинается образование Тут
головной ударной волны, показаны в следующей таблице: Эви
)
Тротиловый Время поеле взрыва, Расстояние от |
эквивалент сек эпицентра, км
20 тыс. т 1,25 0,56 Ту
1 млн. т 4,6 2,08 цу
р
В момент образования головной ударной волны избыточ- |
ное давление у поверхности земли составляет 1,12 кг/с.м?. ое
Огненный шар продолжает испускать значительные |.
количества ядерной радиации и светового излучения. о
т.
Г
званием законов подобия (см. главу 1), пользуясь которыми и
можно на одних и тех же рисунках показать время и расстояния, в
относящиеся к взрывам двух различных мощностей, например м.
20 тыс. ти 1 млн. т. о
1.48. Следует указать, что на рисунках протекающие процессы ри
представлены схематично и что в целом то, что показано на них, м
нельзя наблюдать при взрыве. Все, что человеческий глаз видит №
(если он не ослепляется от яркои вспышки), — это огненный шар
и облако взрыва. (Здесь не говорится о конденсационном облаке, м
поскольку для его образования необходима высокая влажность; КА
А.
(

„=

ВОЗДУШНЫЙ И НАЗЕМНЫЙ (НАДВОДНЫЙ) ВЗРЫВЫ 43

Ядерная радиация и световое излучение

Падающая ударная волна

(Скорость <

—_20тые. т р а 7

1млн. т. С а

Световое адтыст. кальм: 58 32 48 6 60 86
15 8 5 3

излучение

„бтраженная ударная волна

Головная ра волна
избыточное давление 042 ке/см?2

Рис. И.47в. Развитие воздушных взрывов ядерных зарядов с тротило-
выми эквивалентами 20 тыс. ти 1 млн. т (соответственно через 3 секунды
и 11 секунд после взрыва)

С течением времени фронт головной ударной волны удаляется
от эпицентра и растет по высоте. Расстояния от эпицентра взрыва
и высоты Фронта головной ударной волны для указанных на рисунке
промежутков времени приведены в следующей таблице:

Тротиловый Время после Расстояние от Высота фронта голов-
эквивалент взрыва, сек эпицентра, км ной ударной волны, м
20 тыс. т 3 1,4 56
1 млн. т и 5:2 200

Избыточное давление во фронте головной ударной волны составляет
0,42 кг/см?, а скорость ветра непосредственно за этим фронтом — около
300 км/час.

Ядерная радиация все еще оказывает сильное поражающее действие.
Однако через 3 секунды после взрыва бомбы с тротиловым эквнвален-
лом 20 тыс. т огненный шар остывает настолько, что световое излуче-
ние не имеет важного значения, хотя температура огненного шара
остается еще очень высокой. Общее количество энергии светового
излучения в калориях, приходящееся на | см? на различных расстояниях
от эпицентра воздушного взрыва ядерного заряда с тротиловым экви-
валентом 20 тыс. т, показано на нижней шкале рисунка (более подробно
об этом говорится в главе УП). Огненный шар, образовавшийся при
взрыве ядерного заряда с тротиловым эквивалентом 1 млн. т, через
1] секунд после взрыва все еще продолжает испускать значительное
количество энергии светового излучения; испускание светового излуче-
ния происходит в течение более длительного промежутка времени, чем
при взрыве менее мощной бомбы.

ствительна к световому излучению, но ни один из органов чувств
человека не может ощущать умеренных доз ядерной радиации.

В то же время ядерная радиация очень большой мощности вызы-
вает зуд и пощипывание кожи.

во всяком случае оно практического значения не имеет.) Человек
может почувствовать прохождение ударной волны; его кожа чув-

ЯДЕРНЫЕ ВЗРЫВЫ

Фтрежениая удорная волна

з
скорость подъема: к
920 км/час 20 тыс т), 8
= Км чес одающая ударная зе
млн.т.) Ядерная рабиация волна сы
Раскаленные газы 3 ыы
8 ©
Фснование .. ве
и ре: ирвийнаго головная убарнае волна, 5 8
ИЗбЫТОЧНВ ФОВЛЕНЦЕ Зо
Восходящие потоки 007кесм? $ З
— < язйита ИО ыы

ТЫС.Т Ин 1922 25 28 32 35 38 41
мнт Км 15 $ 8: в 80195 12. В. Ша 150
млн т м. 226.
Световое излучение 3 #9 8 $

Рис. П.47г. Развитие воздушных взрывов ядерных зарядов с тротило-
выми эквивалентами 20 тыс. ши 1 млн. т (соответственно через
10 секунд и 37 секунд после взрыва)

Через 10 секунд после взрыва ядерного заряда с тротиловым экви-
валентом 20 тыс. 2 фронт головной ударной волны находится на рас-
стоянии 4 км от эпицентра, а для заряда с тротиловым эквивалентом
1 млн. т через 37 секунд после взрыва этот фронт находится на рас-

ра прекращается, но его
‚ И он, подобно воздушному шару,
ющимся огненным шаром

верх примерно так, как
ают сильные восходящие
пыль и другие твердые
ножку“) характерного грибо-

потоки воздуха, которые поднимают с земли
частицы; носледние образуют основание К
видного облака.

> У

ВОЗДУШНЫЙ И НАЗЕМНЫЙ (НАДВОДНЫЙ) ВЗРЫВЫ

Скорость подъема 181-240 км/час
(20 тыс.т),
-208-272 км/час 4

Рабигактивное облако

Скорость: 320 кмуч(20 тыс т]:
460 км/и(/млн. т)

20 тыс т ИАА И р они
кмй 05 06 09 12 16 19 22 25 28 32 35 38 41 49
ии ИТ тет и НИ ТЕ ИЯ и ния

км 16 32 48 64 80 96 12 18 14 6

Тмлн. т

Рис. П.47д. Развитие воздушных взрывов ядерных зарядов с тротиловыми
эквивалентами 20 тыс. ти 1 млн. т (соответственно через 30 секунд и
110 сек. после взрыва)

Горячие продукты взрыва продолжают подниматься вверх, одновре-
менно расширяясь и охлаждаясь. В результате этого газообразные про-

дукты деления и остатки бомбы конденсируются и образуло> коз СО-
стоящее из частиц высокой радиоактивно ВоетодлтЩие потоки воздуха,
обладая скоростью_320 ( более, продолжают поднимать столб пыли,

который в дальнейшем соединяется с радиоактивным облаком и придает
последнему характерную грибовидную форму:

За указанное время облако взрыва бомбы с тротиловым эквивалентом
20 тыс. т поднимается на высоту около 2,4 км, а бомбы с тротиловым
эквивалентом 1 млн. т— на высоту 11 км. В течение примерно 10 минут
нижняя часть „головки“ грибовидного облака достигает высоты 8—24 км
в зависимости от мощности взрыва. Верхняя часть облака поднимается
еще выше. В конце концов частицы, составляющие облако, рассеиваются
ветром, и если в данное время атмосферные осадки не выпадают, то
сколько-нибудь значительного радиоактивного заражения местности в районе
взрыва не происходит.

Хотя к этому времени облако взрыва все еще сильно радиоактивно,
на поверхности земли ядерная радиация оказывает незначительное пора-
жающее действие. Это происходит потому, что облако взрыва уже подня-
лось на большую высоту, а активность продуктов деления уменьшилась
в результате естественного радиоактивного распада.

45

46 ЯДЕРНЫЕ ВЗРЫВЫ

ПОДВОДНЫЙ ВЗРЫВ

Явления, сопровождающие подводный ядерныи взрыв

1.49. Подводные взрывы сопровождаются характерными для
этого вида взрыва явлениями. Эти явления проявляются различно
в зависимости от мощности взрыва, глубины, на которой происхо-
дит взрыв, глубины и площади самого водоема. Приводимое ниже
описание подводного взрыва основано на данных, полученных при
испытании «Бейкер», проведенном у атолла Бикини в 1946 г. Во
время этого испытания бомба с тротиловым эквивалентом 20 тыс.т
была взорвана значительно ниже поверхности воды в лагуне глу-
биной 60 м. В 1955 г. ядерный взрыв был произведен глубоко под
водой, однако данные, полученные от этого испытания, для граж-
данской обороны интереса не представляют. :

П.50. При подводном ядерном взрыве образуется огненный шар,
но его размеры, вероятно, меньше, чем при воздушном взрыве. Во
время испытания «Бейкер» вода в районе взрыва была освещена
светом, исходившим от огненного шара. Имевшиеся на поверхности
воды естественные волны исказили общую картину и не позволили
ясно видеть очертания огненного шара; картина взрыва получилась
такой, какой она представляется при наблюдении через матовое
стекло. Освещенность воды продолжалась в течение нескольких
тысячных долей секунды и исчезла, как только огненный шар,
представлявший собой пузырь раскаленных и сильно сжатых га-
зов, достиг поверхности воды. После того как газы прорвались
наружу и охладились, огненного шара не стало больше видно.

П.51. Еще находясь под водой, газовый пузырь быстро расши-
ряется и образует ударную волну. След этой волны по мере ее
продвижения во все стороны от места взрыва заметен на сравни-
тельно спокойной поверхности воды по быстро распространяюще-
Муся кольцу более светлого цвета, чем окружающая вода. Данное
явление, иногда называсмое «слик» ($ЦсК)!, можно наблюдать
на фоне спокойной поверхности ВОДЫ; это объясняетея_тем, что
при прохождении ударной волны с поверхности выбрасываются
в воздух частицы воды, в результате чего поверхность воды, кото-
рои коснулась ударная волна, кажется светлее остальной поверх-
ности.

П.52. Вслед за появлением светлого кольца, но до образования
конденсационного облака, над центром взрыва выбрасывается

1 $НсК — след ударной волны (морской термин), переводится, как спокой-
ная поверхность воды, образовавшаяся в результате воздействия масляной пленки
или в результате резкого поворота кормы корабля. В советской специальной ли-
т для указанного явления (образование следа) принят термин «кавита-
ция». 3 данном случае кавитация означает вскипание воды под влиянием разря-
жения». (Прим. ред.) г

я

м

ПОДВОДНЫЙ ВЗРЫВ 47

Рис. П.52. Купол из брызг воды, образовавшийся над местом
подводного взрыва

столб водяных струй и брызг, называемый водяным куполом
(рис. П.52); это происходит вследствие отражения ударной волны
от поверхности. Первоначальная скорость подъема воды пропор-
циональна давлению в падающей ударной волне, поэтому ско-
рость подъема является наибольшей непосредственно над цен-
тром взрыва. Таким образом, скорость подъема воды над цен-

ЯДЕРНЫЕ ВЗРЫВЫ ы
48 :

тром взрыва максимальная и Е Подъема
наибольшая; с удалением от. центра взрыва Рость пони-
жается. Поэтому по мере того как вода Иа вверх,
образующие внешней поверхности водяного купола становятся
круче. Подъем воды прекращается под действием силы тяжести и
сопротивления воздуха. Полное время и СЫ высота
подъема зависят от мощности и глубины взрыва. При взрыве на

—

р

Рис. П.5За. Конденсационное облако, образовавшееся после
взрыва на небольшой глубине под водой (на поверхности
воды можно видеть след, оставляемый двигающейся удар-

ной волной)

очень большой глубине водяной к
зуется. 3

П.53. При ядерном взрыве, произведенном на не
бине, газовый пузырь до подъема на поверхность воды почти не
изменяется. В момент его появления на поверхности газы, увлекая
за собой некоторое количество воды, вырываются в атмосферу.
Ударная волна (часть энергии подводной ударной волны) проры-
вается через поверхность воды в воздух, и поскольку влажность
последнего велика, создаются благоприятные условия для образо-
вания конденсационного облака (рис. П.53а). Ка

упол, возможно, совсем не обра-

большой глу-

ик о ии

ПОДВОДНЫЙ ВЗРЫВ 49

называемого султаном; содержащиеся в газовом пузыре радио-
активные продукты выходят через этот полый цилиндр и образуют
сверху облако, напоминающее кочан цветной капусты (рис. 1.586).

П.54. При подводном взрыве (испытание «Бейкер»), произве-
денном на небольшой глубине у атолла Бикини, водяной купол
начал формироваться примерно через 4 мсек после взрыва. Перво-
начальная скорость его подъема составила около 750 м/сек, но
вследствие сопротивления воздуха и действия силы тяжести она

Рис. П.536. Образование полого столба воды („султана“) при
подводном взрыве; верхняя часть столба окружена конденса-
ционным облаком, находящимся в последней стадии развития

резко снизилась. Через несколько миллисекунд раскаленный газо-
вый пузырь достиг поверхности воды и начал образовываться сул-
тан, быстро достигший уровня купола. Максимальная высота полого
султана, через который газы прорвались наружу, не могла быть
точно определена, так как его верхняя часть была окутана обла-
ком взрыва (рис. 1.54). По-видимому, высота султана составляла
около 1800 м, а его наибольший диаметр — около 600 м. Толщина
стенок султана, вероятно, составляла около 90 м, при этом было
поднято вверх около | млн. т воды.

1.55. Облако, напоминавшее по своей форме кочан цветной ка-
пусты, скрывавшее верхнюю часть султана, содержало про-
дукты деления, вещества, из которых состояла бомба, а также
большое количество воды в виде мельчайших капелек. Кроме того,
имеются данные о том, что в облаке находились также частицы
грунта, поднятые со дна лагуны; на палубах кораблей, находив-
шихся на некотором расстоянии от места взрыва, был обнаружен

4 Действие ядерного оружия

50 ЯДЕРНЫЕ ВЗРЫВЫ

известковый осадок, который, по-видимому, выпал из радиоактив-
ного облака. Это облако имело диаметр около 1800 ми до того,
как рассеяться, поднялось на высоту около 3 км. Это значительно
меньше, чем высота, на которую поднимается облако воздушного
взрыва.

Рис. П.54. Радиоактивное облако и базисная волна (в на-
чальной стадии), образовавшиеся при подводном взрыве.
Вода в столбе начинает падать вниз

1.56. В результате подводного взрыва на поверхности воды об-
разуется целая серия волн, двигающихся во все стороны от центра
взрыва. Через 11 секунд после взрыва у Бикини первая волна
имела наибольшую высоту 28 м и находилась на расстоянии около
300 м от эпицентра взрыва. Эта волна двигалась с большой скоро-
стью, а за нею следовали другие волны. На расстоянии 6,6 км от
эпицентра взрыва наиболее высокой была девятая по счету волна,
имевшая высоту 1,8 м.

Базисная волна

1.57. При подводном взрыве (испытание «Бейкер») наблюда-
лось, что при обратном падении столба воды и брызг образова-
лась гигантская волна (или облако) в виде тумана, которая пол-

ПОДВОДНЫЙ ВЗРЫВ 51

ностью скрыла основание столба воды (см. рис. П.54)
быстро движущееся от столба, получило название базисной волны.
Базисная волна по существу представляет собой плотное облако
состоящее из капелек воды и напоминающее водяную пыль м осно-
вания Ниагарского водопада (или других высоких водопадов)
однако базисная волна обладает свойством текучести, как если бы
она состояла из однородной жидкости.

. Это облако,

Рис. П.58. Поздняя стадия развития базисной волны, обра-
зовавшейся при подводном взрыве

11.58. У Бикини базисная волна начала образовываться через
10—12 секунд после взрыва. Поднимаясь вверх, она быстро до-
стигла высоты 275 м, одновременно распространяясь в радиаль-
ном направлении с начальной скоростью около 30 м/сек. Ба-
зисная волна распространялась вначале с большой скоростью, за-
тем ее движение замедлилось: через 4 минуты после взрыва на-
ружный ее диаметр составлял 5,6 км, высота ее достигала 550 м.
На этой стадии базисная волна начала постепенно отделяться от
поверхности воды и смешиваться с облаком взрыва, а также
с обычными атмосферными облаками (рис. П.58).

1.59. Примерно через 5 минут после взрыва базисная волна
приняла вид слоисто-кучевых облаков, которые в конечном итоге
достигли толщины в несколько тысяч метров (рис. 1.59). Из этих
облаков, двигавшихся по ветру, началось выпадение дождя в виде
крупных капель, которое продолжалось около часа; в начальной

4*

д Е ВЗРЫВЫ
50 ЯДЕРНЫЕ ео

стадии этот дождь был более сильным за счет дополнительного
выпадения мелких капелек воды из облака я о
1.60. С точки зрения поражающего действия ядер о ИЯ
значение базисной волны заключается в том, что о №. р
заться сильно радиоактивной как за счет продуктов де - - + ю-
щихся в ней, так и за счет радиоактивности капель воды, выпа-
дающих из облака взрыва. Вследствие своей радиоактивности
базисная волна может представить серьезную опасность на рас-

ай

Рис. П.59. Последняя стадия развития базисной волны

стоянии нескольких километров от места взрыва, особенно по на-
правлению ветра (см. гл. [Х). Любой объект, над которым прохо-
дит базисная волна, может быть заражен радиоактивными веще-
ствами, поскольку на него попадают капельки воды, содержащие
продукты деления. Таким образом, базисная волна и дождь, вы-
падающий из облака взрыва, являются источником остаточной
ядерной радиации, возникающей после подводного ядерного
взрыва.

П.61. Условия, необходимые для об
точно не установлены. Во всяком сл

зуется, когда возникает султан значительных размеров. Вероят-
ность образования такого султана увеличивается с увеличением
глубины взрыва до некоторой определенной (умеренной) вели-
ЧИНЫ.

разования базисной волны,
учае, базисная волна обра-

= > 1513 65 <= ИС

РА

1.62. При достаточно глубоком подводном ядерном взрыве пу-
зырь раскаленных газов разрушается в массе возмущенной воды
до достижения им поверхности водоема. В этом случае водяной
столб и водяной купол оказываются небольшими, и поэтому ба-
зисная волна вовсе не образуется или бывает небольшой. Распад
газового пузыря на большое число малых пузырей, перемешивае-
мых с водой, приводит к образованию радиоактивной пены. При
достижении ею поверхности воды образуется небольшой туман,
радиоактивные вещества при этом в основном остаются в воде.
Таким образом, при глубоком подводном взрыве не образуется ра-
диоактивного облака, следовательно, отсутствует и сильное радио-
активное выпадение. Но все же отложение пены с высокой сте-
пенью радиоактивности на ближайшем берегу может представлять
опасность.

Световое излучение и ядерная радиация

1.63. Пока огненный шар находится под водой, почти все испу-
скаемое им световое излучение поглощается окружающей средой.
Когда же раскаленные газы достигают поверхности и расширяются,
происходит настолько быстрое их охлаждение и температура почти
мгновенно падает настолько, что световое излучение уже не имеет
существенного значения. Из этого следует, что при подводном
взрыве световым излучением как поражающим фактором (для
людей) и источником возникновения пожаров можно прене-

бречь.

11.64. Вероятно также, что ббльшая часть нейтронов и гамма-
лучей, испускаемых в течение короткого промежутка времени, со-
ответствующего начальной стадии развития взрыва, тоже будет
поглощена водой. Но когда огненный шар достигает поверхности и
раскаленные газы вырываются наружу, гамма- и бета-излучения,
испускаемые продуктами деления, становятся источником началь-
ной ядерной радиации; в дальнеишем источником этой радиации
становятся продукты деления (и вещества с наведенной радиоак-
тивностью), имеющиеся в водяном столбе, облаке взрыва и базисной
волне, которые образуются в течение нескольких секунд после

взрыва. $
11.65. Однако, как было указано выше, выпадающий из облака

взрыва дождь и базисная волна являются источником также и оста-
точной ядерной радиации. Таким образом, при подводном взрыве
еще труднее провести разграничение между начальной и о
ной ядерной радиацией, чем для случая воздушного взрыва. Па-

чальная ядерная радиация постепенно переходит в остаточную ра-
вает свое воздействие еще в течение

диацию, которая оказь
продолжительного периода времени после взрыва-

ЯДЕРНЫЕ ВЗРЫВЫ
54

Стадии развития подводного взрыва на небольшой глубине
т

1.66. На рисунках П.6ба — П.6бд схематически представлены
ни развития явлений, сопровождающих неглубокий подводный
ры ОНО бомбы с тротиловым эквивалентом 100 тыс. т,

Воздушная ударная волна
Конденсационное облака
Полый столб воды

Подводная уборная волна
Поверхность воды

Раскален`
\ пые газы

08 1,6 2,4 3,2

Рис. П.6ба. Развитие неглубокого подводного взрыва ядер- ии
ного заряда с тротиловым эквивалентом 100 тыс. т (через
2 секунды после взрыва) :

Когда ядерная бомба взрывается под водой, образуется рие. 1.666,
пузырь раскаленных газов, который прорывается через по- тротилове
верхность, если взрыв происходит на небольшой глубине.

В результате взрыва бомбы с тротиловым эквивалентом Спустя
100 тыс. т вверх выбрасывается полый столб воды, который вЫ КВИВЯ
через 2 секунды достигает высоты 1500 м. Раскаленные коло 1 кд
газы вырываются в атмосферу через центральную полую ззрыва, вы;
часть водяного столба. а

Подводная ударная волна (волна сжатия), создаваемая Я и Ко
взрывом, распространяется в радиальном направлении с боль- ЧВетной ка
шой скоростью и через 2 секунды удаляется от эпицентра “ИЛЬНО ра
на расстояние более 3,2 км. В результате расширения газо- облако ва
вого пузыря образуется также воздушная ударная волна, но Мации У
она движется значительно медленнее подводной, так что ее Через
фронт через 2 секунды оказывается на расстоянии около да а
1,3 км от эпицентра. бра

Вскоре после прохождения воздушной Ударной волны бане
образуется куполообразное облако, состоящее из капелек ОЙ
воды, называемое конденсационным облаком, которое сохра- Над
няется в течение 1—2 секунд. Хотя это явление и предста- ть к
вляет научный интерес, оно, по-видимому, не имеет значения Но В ре
с точки зрения применения ядерного оружия или защиты $ Ти во
от него. Троти

При подводном взрыве на средних или больших глуби- “ояни и
нах почти все световое излучение и значительная часть а
начальной ядерной радиации поглощаются водой. и

Эти данные дополняют сведения о подводном в
заряда с тротиловым эквивалентом 20 тыс. т, при
а рисунках показаны главным образом
ждающие подводный взрыв, которые можно
за исключением фронта ударной волны и я

зрыве ядерного
веденные выше.
все явлениях сопрово-
наблюдать визуально,
дерной радиации.

ПОДВОДНЫЙ ВЗРЫВ

облака

Ядерная радиация

Польш столо, диаметр 000м
м

5 Образование базисной волны ‚скорасть Ям

сен

дрееогилиитлгге,
й
7

< Ервая волна на ПОвЕрТНОСтИ Воды ВЫСОТ 54-м
7722227277777

неа аеещиииния ЕТО"
м0 08 16 24 32

4.
й

7772727777777 277

Рис. П.66б. Развитие неглубокого подводного взрыва ядерного заряда с
тротиловым эквивалентом 100 тыс. 2 (через 12 секунд после взрыва)

Спустя 12 секунд после подводного взрыва ядерного заряда с тротило-
вым эквивалентом 100 тыс. 7 диаметр полого водяного столба составляет
около | км, толщина его стенок — около 150 м. Газообразные продукты
взрыва, выходя наружу через центральную полую часть столба, расширя-
ются и конденсируются, образуя облако взрыва, имеющее форму кочана
цветной капусты и частично закрывающее верхнюю часть столба. Облако
сильно радиоактивно из-за наличия в нем продуктов деления. Так как
облако находится на значительной высоте, поражающее действие ра-
диации у поверхности воды незначительное.

Через 10—12 секунд после подводного взрыва на небольшой глубине
вода, из которой состоит столб, падая обратно, достигает поверхности и
образует вокруг столба кольцо сильно радиоактивного тумана, называемое
базисной волной. Это кольцеобразное облако очень быстро распространяется
в радиальном направлении вдоль поверхности воды, имея начальную ско-
рость около 60 м/сек (218 км/час).

В результате возмущения, вызванного подводным взрывом, на поверх-
ности воды образуются крупные волны. За 12 секунд после взрыва бомбы
с тротиловым эквивалентом 100 тыс. 1 первая из этих волн проходит рас-
стояние .540 м от эпицентра, и ее высота от впадины до гребня соста-
вляет 54 м.

56

ЯДЕРНЫЕ ВЗРЫВЫ

0блака

Ядерная радиация

былабающая из облака воба,
+ скорость 19 м/сек

бразование базисной волны;
у 2 СКОРОСТЬ 48 М/СЕК
о ю»\

м
*\ Высота волн 32м

ее `
С У

км 0 48 16 24 32

Рис. И.6бв. Развитие неглубокого подводного взрыва ядерного заряда
с тротиловым эквивалентом 100 тыс. 2. (через 20 секунд после взрыва)

В то время как вода и водяная пыль, образующие столб, продол-
жают опускаться, облако базисной волны развивается, поднимаясь вверх
и двигаясь от эпицентра взрыва по поверхности воды. Через 20 секунд
после взрыва ядерного заряда с тротиловым эквивалентом 100 тыс. т
высота базисной волны составляет около 300 м, а ее фронт находится
примерно в 800 м от эпицентра. В это время базисная волна движется
от центра взрыва со скоростью, приблизительно равной 46 мдек
(160 км/час).

Примерно в это же время из атомного облака начинает выпадать
большое количество воды, что иногда называют массовым выпадением
воды. Начальная скорость падения составляет около 15 м/сек; вследствие

выпадения воды из столба его диаметр уменьшается до 600 м.

лна на поверхности воды
тра, а высота ее составляет

Через 20 секунд после взрыва первая во

находится на расстоянии 600 м от эпицен
около 32 м.

ПОДВОДНЫЙ ВЗРЫВ В”. 57

облака

67; я
Я
р

Ядерная радиация

область основногб выпаде-.
НИЯ продуктов взрыва

базасная волна;
скорость 23 м/сек
№
_ Высота ввлн - м
У
„КИЙ

16 24 Ой
3—2 | — Волны на поверхности воды

=’

км 0

Рис. П.66г. Развитие неглубокого подводного взрыва ядерного заряда
с тротиловым эквивалентом 100 тыс. т (через 1 минуту после взрыва)

Спустя одну минуту после подводного взрыва вода, падая из атом-
ного облака, достигает поверхности, образуя область основного выпа-
дения радиоактивных продуктов из облака взрыва. Между облаком
взрыва и поверхностью воды образуется сплошное кольцо из воды
и тумана.

Примерно в это же время базисная волна отделяется от основания
столба и приобретает кольцевую форму. Высота облака, образовавшегося
из базисной волны, составляет теперь 400 м, а ее фронт, двигаясь со
скоростью примерно 23 м/сек (83 км/час), находится на расстоянии
в 1,9 км от эпицентра взрыва.

Вследствие радиоактивности водяных капель, составляющих базис-
ную волну, последняя может оказать поражающее действие на людей.

В этот момент на поверхности воды образуется уже несколько волн;
первая волна, имеющая высоту 13 м, находится примерно на расстоянии

1,6 км от эпицентра взрыва.

ВА

А.

ЯДЕРНЫЕ ВЗРЫВЫ |
3 ние. В = и.

облако

„Ядерная радиация

облако, образованное из
< базисной ПвВОЛНЫ,СКОДОСГТЬ о ИМК

2 НЫ На ПОВЕРХНАСТЦ
3-2 уе а —

Рис. П.66бд. Развитие неглубокого подводного взрыва ядерного заряда
с тротиловым эквивалентом 100 тыс. т (через 2,5 минуты после взрыва)

Через 2,5 минуты после подводного взрыва ядерного заряда с тро-
тиловым эквивалентом 100 тыс. т фронт базисной волны находится
примерно в 3,2 км от эпицентра, а высота облака, образовавшегося из
нее, составляет около 600 м. Наибольшее расстояние, на которое облако
базисной волны распространилось от эпицентра через 4 минуты после

взрыва, составляет примерно 4 км, т. е. диаметр облака составляет
около 8 км. Время 4 минуты,

по-видимому, соответствует отрыву облака ие
базисной волны от поверхности воды. ч
Отделение облака от поверхности воды объясняется несколькими }

причинами: увеличением высоты, разрежением облака и выпадением из
него крупных капель воды в виде дождя. Вследствие естественного

радиоактивного распада продуктов деления, выпадения дождя и разре- Также
жения облака интенсивность ядерной радиации, испускаемой базисной бо Вен
волной через 2,5 минуты после взрыва, составляет только 1/20 интен- бы
сивности, проявляющейся через 1 минуту после взрыва. а
Выпадение воды в виде брызг и капель из водяного столба и из мо |

конденсационного облака приводит к образованию сплошной массы Жако Ув
тумана (облака), соприкасающейся с поверхностью воды. Эта масса 3 бу
сливается с базисной волной, которая расширяется и увеличивается Мл

в высоту, а также с естественными облаками на небе и в конечном ук» ОН
счете рассеивается ветром.

ПОДЗЕМНЫЙ ВЗРЫВ 59

ПОДЗЕМНЫЙ ВЗРЫВ
Явления, сопровождающие подземный взрыв
1.67. В том случае когда ядерный заряд взрывается под землей,

образукжииися огненный шар состоит из сильно раскаленных газов
находящихся под высоким давлением. Эти газы включают в себя

Рис. П.67. Подземный взрыв, произведенный на небольшой
глубине

также вещества испарившегося грунта и невзорванных остатков

бомбы.
Если взрыв произошел на умеренной глубине, огненный шар

в момент прорыва его через поверхность (до того
рыт облаком пыли). Когда газы вырываются из-под
земли, они поднимают с собой в воздух значительное количество
грунта, скальных пород и обломков в виде цилиндрического столба,
аналогичного столбу воды при подводном взрыве. При подземном
экспериментальном взрыве на небольшой глубине, произведенном
в 1951 г. в штате Невада, столб имел форму опрокинутого конуса,
расширявшегося с высотой; при этом происходил радиальный вы-
брос грунта (рис. П.67). В результате выброса грунта на поверх-
ности земли образовалась воронка значительного размера.

можно увидеть
как он будет ск

ЯДЕРНЫЕ ВЗРЫВЫ

1.68. На основании результатов испытаний, проведенных
в штате Невада, можно считать, что если бы сброшенная с самолета
бомба с тротиловым эквивалентом 1 млн. т ее в песчаный
грунт на глубину 15 м и после этого взорвалась, то м
воронка имела бы глубину около 58 м, а диаметр — м. Это зна-
чит, что с поверхностного слоя земли было бы выброшено около
10 млн. т грунта и горных пород. Объем воронки и масса материала,
выброшенного силой взрыва, будут увеличиваться примерно про-
порционально энергии ядерного взрыва. Мелкие частицы грунта,
опускаясь на землю, могут, как это будет указано ниже, образовать
базисную волну.

П.69. Быстрое расширение пузыря сильно сжатых и раскаленных
газов, образовавшихся при подземном взрыве, вызывает появление
в грунте волны сжатия. Действие этой волны подобно действию
сейсмической волны, возникающей при землетрясении средней ин-
тенсивности; различие состоит в том, что в данном случае источник
возмущения находится близко к поверхности, а не на большой глу-
бине. Это различие, по-видимому, вызывает с увеличением расстоя-
ния от источника возмущения более быстрое падение давления
в волне сжатия, вызванной ядерным взрывом, чем ‘в сейсмической
волне. Кроме того, как выделяющаяся энергия, так и длительность
действия волны сжатия при ядерном взрыве меньше, чем при зем-
летрясении.

1.70. Как и в случае подводного взрыва, часть энергии, осво-
бождающейся при подземном взрыве, расходуется на образование
воздушной ударной волны. Доля энергии, выделяющейся в виде
воздушной ударной волны, зависит главным образом от глубины
взрыва. Чем на большую глубину проникает в грунт (до взрыва)

бомба, тем меньшая доля энергии волны сжатия передается в
воздух.

Базисная волна и радиоактивное выпадение

П.71. При падении на землю породы, поднятой при подземном
взрыве в виде столба пыли, во многих случаях будет образовы-
ваться расширяющееся облако, состоящее из мелких частиц
грунта, аналогичное базисной волне, наблюдавшейся при испыта-
нии «Бейкер», проведенном у атолла Бикини.

На рис. П.71 изображена начальная стадия развития базисной

охож на рис. 1.58.
распространяется от

ветром. В конечном
производя радиоактивное заражение в об-

дь зараженного района будет зависеть от
тера грунтов и атмосферных условий, а так-
вивалента ядерного заряда. Считается, что

волны. Этот рисунок во многих отношениях п
Базисная волна, состоящая из частиц пыли,
центра взрыва и в последующем отнобится
счете частицы оседают,
ширном районе. Площа
глубины взрыва, харак
же от тротилового эк

м

5 ПОДЗЕМНЫЙ ВЗРЫВ 61

местность с сухими песчаными грунтами особенно благоприятна
для образования базисной волны при подземном взрыве.

1.72. Атомное облако, образующееся при подземном взрыве, бу-
дет неизбежно содержать очень большое количество веществ грунта
и различных горных пород; соответственно произойдет и сильное

Рис. П.71. Образование базисной волны при подземном взрыве

выпадение зараженного материала. Более крупные частицы, подня-
тые вверх взрывом, первыми достигнут поверхности земли, и по-
этому ими будет заражена местность вблизи эпицентра взрыва. Бо-
лее мелкие частицы в течение некоторого времени будут оставаться
взвешенными в воздухе и могут быть отнесены ветром на значи-
тельное расстояние, прежде чем они осядут на землю.

Световое излучение и ядерная радиация

1.73. Явления, связанные с испусканием светового излучения и
ядерной радиации, при подземном взрыве протекают так же, как
и при подводном взрыве. Как правило, световое излучение будет
почти полностью поглощено массой грунта, так что оно не будет
представлять существенной опасности. Большая часть нейтронов и
начального гамма-излучения будет также поглощена, но захват
нейтронов различными веществами, имеющимися в грунте, вызо-
вет в них наведенную радиоактивность, которая может оказать су-
щественное поражающее действие. Однако эта радиоактивность

62 ЯДЕРНЫЕ ВЗРЫВЫ

будет составлять небольшую долю остаточного ядерного излучения
и будет иметь значение только вблизи эпицентра взрыва. В основ-
ном остаточное излучение будет обусловливаться наличием зара-
женной базисной волны и радиоактивным выпадением.

П.74. По тем же причинам, которые были указаны в $ П.64 для
случая подводного взрыва, начальная радиация при подземном

Раскаленные газы

Воздушная ударная волна
СИ 3 ЧОСтТИЦ гВИНТЯ

Выброщенный грунт

Рис. П.75а. Развитие неглубокого подземного взрыва ядерного заряда
с тротиловым эквивалентом 100 тыс. т (через 2 секунды после взрыва)

Когда ядерный взрыв происходит на небольшой глубине под зем-
лей, огненный шар прорывается через поверхность земли спустя
доли секунды после взрыва. В этот момент сильно раскаленные и сжа-
тые газы освобождаются и увлекают с собой в воздух в виде полого
столба огромные массы грунта и скальных пород.

В случае взрыва на небольшой глубине столб имеет форму опроки-
нутого конуса, расширяющегося с высотой; при этом происходит
радиальный выброс грунта. Когда горячие газы охлаждаются и конден-
сируются, образуется облако, имеющее высокую радиоактивную зара-
женность и содержащее большое количество грунта.

В результате выброса из поверхностного слоя земли большого коли-
чества грунта образуется воронка.

При взрыве бомбы с тротиловым эквивалентом 100 тыс. т на глу-
бине . 15 м в сухом грунте глубина воронки составляет около 36 м,
а диаметр — 220 м. Вес выброшенного грунта превышает | млн. и.

Кроме волны сжатия грунта, аналогичной в некоторых отношениях
сейсмической волне, образующейся при землетрясении, при взрыве обра-
зуется также воздушная ударная волна. Через 2 секунды после взрыва
фронт воздушной ударной волны находится примерно в 1,2 км от эпи-
центра.

взрыве постепенно переходит в остаточную. Следовательно, разли-
чие между начальной и остаточной радиацией, которое отмечается
для воздушного взрыва, при подводном и подземном взрывах яв-
ляется несущественным.

1.75. На рис. П.75а — П.75г показаны стадии развития во вре-
мени некоторых явлений, сопровождающих неглубокий подземный
взрыв ядерного заряда с тротиловым эквивалентом 100 тыс. г.

ПОДЗЕМНЫЙ ВЗРЫВ 63

облако взрыва

Ядерная радиация

Выброшенный грунт.

им 48 6 24 32

Рис. 1.756. Развитие неглубокого подземного вз
с тротиловым эквивалентом 100 тыс. т (через 9 секунд после взрыва)

рыва ядерного заряда

Атомное облако продолжает расти, испуская интенсивную ядерную
радиацию, которая через 9 секунд после взрыва все еще имеет сильное
поражающее действие на поверхности земли.

В это же время наиболее крупные частицы выброшенного в воздух
грунта начинают падать ва землю.

облако взрыва

р
- == ее И грунт
27 Хх

ИАА

@бразование базисной волны

км 08 6 р р;

Рис. П.75в. Развитие неглубокого подземного взрыва ядерного за-
ряда с тротиловым эквивалентом 100 тыс. т (через 45 секунд после
взрыва)

При обратном падении грунта из столба наиболее мелкие его частицы
приобретают высокие скорости и после достижения поверхности земли
быстро распространяются во все стороны, ие волну,
аналогичную базисной волне подводного взрыва. Размеры базисной
волны, которая обладает высокой радиоактивностью, зависят от многих
факторов, и прежде всего от мощности взрыва, глубины т и вида
грунта. Считается, что местность с сухим песчаным грунтом будет осо-
бенно благоприятствовать образованию базисной волны.

64 ЯДЕРНЫЕ ВЗРЫВЫ

облако взрыва
Е Е

И
^
и
25

ры 1. ЕВ

>

=

Ядерная радиация

Рис. П.75г. Развитие неглубокого подземного взрыва ядерного заряда
с тротиловым эквивалентом 100 тыс. т (через 4,5 минуты после взрыва)

Базисная волна, расширяясь, увеличивает свои размеры по высоте
и площади и спустя некоторое время начинает смешиваться с атом-
ным облаком, часть которого опускается и относится в сторону ветром.
Со временем радиоактивное облако взрыва рассеивается, но зараженные
частицы выпадают на землю в течение нескольких часов, производя
опасное заражение в обширном районе, особенно в направлении ветра.

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ РАЗВИТИЯ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА!
Развитие огненного шара при воздушном взрыве

1.76. На самых ранних стадиях образования огненного шара
температура во всем его объеме одна’ и та же. Энергия, освобож-
даемая в результате деления (или синтеза) ядер, может быстро
перераспределяться путем излучения между любыми двумя точ-
ками внутри сферы раскаленных газов, и вследствие этого в преде-
лах этой сферы не может быть существенных температурных гра-
диентов. Вследствие однородности температуры в данной сфере она
называется изотермической сферой, которая на этой стадии тожде-
ственна с огненным шаром.

0.77. При расширении огненного шара и возникновении ударной
волны ее фронт, как было указано выше, сначала совпадает с по-
верхностью .изотермической сферы. Однако, когда температура па-
дает примерно ниже 300 000° С, скорость движения фронта удар-
ной волны становится больше скорости расширения изотермиче-
ской сферы. Другими словами, передача энергии ударной волной
происходит теперь быстрее, чем путем излучения.

1 Этот раздел при чтении данной главы может быть опущен.

НЕКОТОРЫЕ ВОоП

ОСЫ РАЗВИТИЯ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА

[.78. Световое и . о тб РА
п. - м < излучение представляет собой фотоны, движу-

щиеся со скоростью света; в связи с этим возникает вопрос, по-
чему передача энергии путем излучения происходит медленнее, чем
передача энергии ударной волной. Ниже дается следующее упро-
щенное объяснение этого явления. Вследствие высокой темпера-
туры светящейся области большая часть (около 70%) излучения
приходится на ультрафиолетовую часть спектра, длины волн в’ ко-

торой менее 1860 А 1. В холодном воздухе, через который распро-
страняется излучение, испускаемое увеличивающимся в размерах
огненным шаром, оно сильно поглощается, и средняя величина
свободного пробега (т. е. среднее расстояние, которое фотон про-
ходит до поглощения каким-либо атомом или молекулой) очень
мала — порядка 0,01 см или менее,

1.79. Можно считать, что каждый фотон движется со скоростью
света в пределах расстояния, равного средней величине свободного
пробега. Затем он поглощается атомом, молекулой или ионом газа,
как правило, ионами азота или кислорода, входящими в состав
воздуха, которые вследствие этого переходят в возбужденное состо-
яние. В течение некоторого времени они остаются в возбужденном
состоянии, после чего переходят в основное состояние с более низ-
ким уровнем энергии путем испускания фотона. Этот фотон испу-
скается в случайном направлении со скоростью света, чтобы снова
быть захваченным атомом или молекулой воздуха, после чего опять
испускается фотон и т. д. Вследствие того, что фотоны при длинах

о
волн менее 1860 А имеют короткий средний свободный пробег,
а также ввиду того что фотоны движутся по всевозможным на-
правлениям, обусловленным следующими друг за другом процес-
сами поглощения и испускания, суммарная скорость передачи та-
кого излучения относительно невелика.

П.80. Следует иметь в виду, что такая медленная передача энер-
гии относится только к той части спектра, в которой световые
волны имеют наименьшую длину. Для светового излучения с боль-

шими длинами волн, т. е. больше чем 1860 А, доля которого увели-
чивается по мере охлаждения поверхности огненного шара, сред-
ний свободный пробег в воздухе сильно возрастает. Поэтому све-
товое излучение, соответствующее ближней ультрафиолетовой, ви-
димой и инфракрасной областям спектра, распространяется от ог-
ненного шара со скоростью света.

1.81. Когда фронт ударной волны отрывается от изотермиче-
ской сферы, он вызывает сильное сжатие воздуха, в результате чего

1 Ангстрем — единица длины, применяемая в оптике, равная 10“ см.
(Прим. ред.)

5 Действие ядерного оружия

Е

66 ЯДЕРНЫЕ ВЗРЫВЫ

температура воздуха повышается и он сильно раскаляется. Огнен-
ный шар состоит теперь из двух концентрических областей. Внут-

&

Температура „Давление

Рис. И.82. Изменение температуры и

давления в огненном шаре при взрыве

ядерного заряда с тротиловым эквива-
лентом 20 тыс. т

ренняя (более горячая) об-
ласть—это изотермическая сфе-
ра с однородной температурой.
Она окружена слоем светяще-
гося воздуха, нагретого удар-
ной волной, имеющего отно-
сительно низкую температуру.
Поверхность раздела между
очень раскаленным ядром ине-
сколько менее раскаленным
внешним слоем называется
фронтом излучения.

1.82. Явления, описанные
выше, представлены схемати-
чески на рис. П.82. На серии
фотоснимков показаны стадии
развития огненного шара, со-
ответствующие различным про-
межуткам времени после взры-
ва ядерного заряда с тротило-
вым эквивалентом 20 тыс. т:
слева показаны температур-
ные градиенты, а справа —
градиенты давления.

Из первых трех рисунков
видно, что температура в пре-
делах всего огненного шара
однородна и он в этот период
совпадает с изотермической
сферой. Однородность темпе-
ратуры внутри огненного шара
показана горизонтальным на-
правлением температурных ли-
ний. На поверхности огненного
шара имеется резкий перепад
температуры. По мере того как
фронт ударной волны отде-
ляется от изотермической сфе-
ры, по истечении примерно
0,5 мсек начинают образовы-
ваться две температурные об-
ласти. Наружная область ог-
ненного шара поглощает излу-
чение, вследствие чего изотер-
мическая сфера невидима. На

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ РАЗВИТИЯ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА 67

фотоснимке, следовательно, изображена только внешняя поверх-
ность огненного шара.

1.83. Кривые, изображенные справа на рис. 1.82, дают пред-
ставление о характере изменения давления в огненном шаре.

В начальных (изотермических) стадиях давление однородно во
всем объеме шара, но по истечении примерно 0,5 мсек фронт удар-
ной волны начинает отделяться от изотермической сферы, о чем
свидетельствует несколько более высокое давление вблизи поверх-
ности огненного шара. Немного менее чем через | мсек ударная
вслна, имеющая крутой фронт, распространяется на некоторое рас-
стояние, оставив позади изотермическую область. За возрастанием
давления в огненном шаре до максимума следует характерный для
ударной волны крутой спад давления на его внешней поверхности.
Это свидетельствует о том, что внешняя поверхность огненного
шара совпадает с фронтом ударной волны.

Между прочим, следует отметить, что на одном из фотоснимков
видно, как четко определилась поверхность огненного шара, кото-
рая была до этого несколько неровной.

П.84. В течение некоторого времени огненный шар продолжает
увеличиваться со скоростью, определяемой распространением
фронта ударной волны в окружающем воздухе. В течение этого пе-
риода давление во фронте ударной волны непрерывно понижается,
так что воздух, через который проходит фронт ударной волны, све-
тится все меньше. В конце концов едва видимый фронт ударной
волны уходит вперед от все еще раскаленного огненного шара
(см. рис. П.28). Начальная стадия этого явления, которая при

Момеят отрыва
ударной волны

Радиус огненного шара 8 м
См
[=

‘0,0001 0.0002 0,0004 0,001 0,002. 0,004 0,01 0,02 0,04 0070 0,2 0% 071
Время после взрыва 8 секундах

Рис. П.85. Изменение во времени радиуса огненного шара
при. взрыве ядерного заряда с тротиловым эквивалентом
20 тыс. 1

5*

68

взрыве ядерного заряда с тротиловым эквивалентом 20 тыс. т на-
ступает примерно через 17 мсек после взрыва, называется
отрывом.

1.85. После` того как произошел отрыв ударной волны, все еще
видимый огненный шар продолжает увеличиваться, но более за-
медленно. Максимальные размеры будут достигнуты примерно че-
рез 1 секунду. На рис. 1.85 показан характер увеличения радиуса
огненного шара во времени в период приблизительно с 0,1 мсек до
1 секунды после взрыва ядерного заряда с тротиловым эквивален-
том 20 тыс. т. На этом рисунке по обоим осям величины отложены
в логарифмическом масштабе, вследствие чего нижняя часть кри-
вой (слева) указывает не на постоянство скорости роста огненного
шара, а на ее уменьшение с течением времени. Еще более суще-
ственное уменьшение скорости роста огненного шара имеет место
после отрыва ударной волны, что заметно по той части кривой, ко-
торая приближается к горизонтальному направлению.

Энергия взрыва и размер огненного шара

1.86. Результаты многочисленных испытаний показали, что ма-
ксимальный размер огненного шара может быть представлен на
основании закона подобия в виде уравнения:

№ \№

К т

’

где К — максимальный радиус огненного шара для ядерного заряда
с тротиловым эквивалентом № тыс. 171, а Ю — известная величина
радиуса, относящаяся к эталонной бомбе с тротиловым эквивален-
том Мо тыс. т.

1.87. Используя этот закон подобия и учитывая результаты, по-
лученные при различных экспериментальных ядерных взрывах,
можно получить соотношение

Ю (метры) = 70 №, (1.87.1)

из которого можно легко определить максимальный радиус огнен-
ного шара для ядерного заряда с тротиловым эквивалентом
\ тыс. т.

1.88. Установлено, что наименьшая высота взрыва, при которой
радиоактивное выпадение будет еще незначительным, соответ-
ствует радиусу огненного шара во время второго теплового макси-
мума (см. рис, П.92).

Е _ НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ РАЗВИТИЯ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА

20 000

10 000

Е
[<
г
>
Е
<>
5
Е
%
5
<
з
<
®
.з
№]
«5
©
&
з
Е
&
—

121 212 304 508 1216 — 2120 3080
Радиус В огненного шара 8 м

Рис. Н.88. Зависимость радиуса огненного шара от мощности
взрыва (к оценке радиоактивного выпадения в районе взрыва)

Соответствующая формула для ядерного заряда с тротиловым
эквивалентом Й тыс. т примет вид

Ю (метры) = 55 №”, (1.88.1)

где А является теперь минимальной высотой взрыва, при которой
произойдет незначительное местное радиоактивное выпадение.
График, построенный с помощью этого уравнения, изображен
на рис. П.88,

70 ЯДЕРНЫЕ ВЗРЫВЫ

Из графика, приведенного на рис. 11.88, или выражения 1.88.1
можно определить, что радиус огненного шара при взрыве ядерного
заряда с тротиловым эквивалентом в | млн. т, соответствующий мо-
менту второго теплового максимума, составляет 880 м. Следова-
тельно, если бомба с тротиловым эквивалентом в | млн. т взорвана
на высоте большей, чем 880 м, то следует ожидать, что в большин-
стве случаев местное радиоактивное выпадение, которое последует
за таким взрывом, не будет представлять серьезной опасности.

Температура огненного шара

1.89. Температура внутри огненного шара, как это указывалось
ранее, непрерывно падает, однако температура поверхности огнен-
ного шара («видимая температура»), которая определяет интенсив-
ность светового излучения, вначале уменьшается до некоторого ми-
нимума, а затем увеличивается до максимума и только после этого
начинает непрерывно уменьшаться. Основная причина этого свое-
образного явления заключается в том, что воздух, нагретый до
температуры свыше 2300° С, очень легко поглощает и испускает
световое излучение; при меньших температурах световое излучение
поглощается и испускается с незначительной интенсивностью.

1.90. По мере того как в начальной стадии взрыва ударная
волна (фронт которой в этот момент совпадает с внешней по-
верхностью огненного шара) распространяется все дальше и
дальше, ее энергия уменьшается. Температура на поверхности
огненного шара, обусловленная нагревом воздуха ударной волной,
быстро падает. Согласно хорошо проверенным законам интенсив-
ность испускания огненным шаром светового излучения пропорцио-
нальна А?. Т*, где Ю — радиус огненного шара в данный момент,
а Т — соответствующая (абсолютная) температура его поверхности
(см. $ УП.109). Хотя К и увеличивается во времени, но Т падает
настолько быстро, что величина Ю?Т* уменьшается. К моменту от-
рыва ударной волны эта величина становится так мала, что воздух,
нагретый ударной волной, уже не светится, другими словами, ин-
тенсивность светового излучения фронта ударной волны будет
незначительна.

1.91. Поскольку фронт ударной волны не может испускать све-
товое излучение, он не может и поглощать его, вследствие чего воз-
дух позади фронта ударной волны, который имеет более высокую
температуру, становится видимым. Таким образом, температура
поверхности огненного шара («видимая температура») после того,
как она упала до минимума, соответствующего приблизительно
2100° С, начинает увеличиваться. По мере того как воздух перед
фронтом излучения становится менее раскаленным, температура
поверхности огненного шара («видимая температура») непрерывно
возрастает благодаря постепенной демаскировке горячей изотерми-
ческой сферы до тех пор, пока не будет достигнута температура

Е НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ РАЗВИТИЯ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА 71

последней. Максимум этой температуры составляет примерно
8000° С. Это значение температура приобретает приблизительно
через 0,15 секунды после взрыва ядерного заряда с тротиловым
эквивалентом 20 тыс. т и через | секунду после взрыва боеприпаса
с тротиловым эквивалентом 1 млн. т. После этого температура
всего огненного шара, которая теперь снова примерно одинакова
зо всем его объеме, непрерывно падает в связи с охлаждением го-
рячих газов в результате излучения и расширения огненного шара.

20 000

Температура 8 6
а
[=>]
5
Е
|
1

2.000 ее ры

1000
0,000; 00004 0,001 0002 00% 0.01 0,02 004 01 0,2 04 о,

Время после взрыва 8 сенундах

Рис. Н.92. Изменение во времени температуры поверхности
огненного шара („видимой температуры“) при взрыве ядер-
ного заряда с тротиловым эквивалентом 20 тыс. т

11.92. На рис. 1.92 показано изменение во времени температуры
поверхности огненного шара («видимой температуры») в период
от 10-* секунды до 3 секунд после взрыва ядерного заряда с тро-
тиловым эквивалентом 20 тыс. т. Благодаря быстрому росту огнен-
ного шара в течение первой сотой доли секунды (см. рис. П.85)
температура его поверхности («видимая температура») резко падает
примерно с 15 000°С до 2100°С (тепловой минимум). Этим значе-
ниям температуры на графике соответствуют моменты времени
после взрыва 10% секунды (0,1 мсек) и 0,013 секунды (13 мсек).
После этого наблюдается относительно медленное возрастание тем-
пературы до ее максимума, равного 8000° С, который наблюдается
примерно через 0,15 секунды после взрыва, после чего температура

в течение нескольких секунд непрерывно падает и в конечном счете
приобретает значение температуры окружающеи атмосферы.
К этому времени огненный шар, конечно, уже не существует, его
место занимает атомное облако.

1.93. Как было указано выше, графики на рис. 1.85 и П.92 по-
[е) заряда с тротиловым эквива-

строены для случая взрыва ядерног

7

нь

ря

72

ЯДЕРНЫЕ ВЗРЫВЫ

лентом 20 тыс. т, однако подобные результаты получаются и при
ядерных взрывах другой мощности.

Скорость роста огненного шара зависит от тротилового эквива-
лента, как зависит от него и его радиус (см. равенства П.87.1 и
П.88.1). Время, по истечении которого происходит отрыв ударной
волны, а также наступает последующий температурный максимум,
увеличивается с возрастанием тротилового эквивалента (см. $ УП.
112). Однако соответствующие значения температуры по существу
не зависят от тротилового эквивалента взрыва.

Ядерные взрывы и метеорологические условия

П.94. Время от времени, особенно после серии эксперименталь-
ных взрывов в Тихом океане и в штате Невада, высказывались
предположения относительно возможного влияния ядерных взры-
вов на погоду. Эти предположения основаны главным образом на
двух соображениях. Во-первых, полагали, что энергия, добавлен-
ная в атмосферу в результате взрывов, может изменять обычно су-
ществующие метеорологические условия, во-вторых, считалось, что
продукты взрыва могут служить в качестве своеобразного фактора,
способного повлиять на характер преобразования значительных за-
пасов энергии, аккумулированных в атмосфере.

П.95. Добавление энергии в атмосферу в результате ядерных
взрывов, по-видимому, не является важным фактором, так как
оно невелико по сравнению с количеством энергии, связанной с
большинством метеорологических явлений. Кроме того, эта энер-
гия освобождается таким способом, при котором маловероятно
изменение метеорологических условий. При нестабильном состоя-
нии атмосферы внезапный импульс ядерного взрыва может вызвать
некоторое изменение погоды. Что касается образования гроз, то
следует считать, что освобождение энергии при ядерном взрыве
происходит слишком быстро для того, чтобы оно могло вызывать
соответствующую перестройку в атмосферных условиях.

П.96. На первый взгляд. кажутся приемлемыми следующие виды
косвенного воздействия продуктов ядерного взрыва на метеороло-
гические условия:

1) частицы различных веществ, поднятых в воздух взрывом,
могут вызывать сгущение капелек воды в существующих облаках;
частицы в этом случае оказывают действие, аналогичное действию
затравочных кристаллов (центров конденсации), изменяя таким
образом систему облачности и распределение осадков в больших
районах;

2) в связи с радиоактивным характером остатков бомбы будет
изменяться электрическая проводимость воздуха, и это может ока-
зать некоторое влияние на наблюдаемые метеорологические явле-

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ РАЗВИТИЯ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА 73

3) частицы различных веществ, попадая в стратосферу, мо-
гут помешать передаче лучистой энергии от солнца и, таким обра-
зом, явиться причиной уменьшения этой энергии на земной поверх-
ности. Ниже эти виды влияния ядерного взрыва на метеорологиче-
ские условия будут рассмотрены дополнительно.

П.97. Хотя методы исследований явления сгущения мелких ка-
пель воды вокруг твердых частиц еще недостаточно совершенны
и подлежат дальнейшему изучению, данные, полученные до сих
пор, свидетельствуют о том, что частицы, оставшиеся от бомбы, не
являются эффективными агентами при образовании облаков.
Правда, после ядерного взрыва в августе 1945 г. в районе Хиро-
сима выпал дождь, но, невидимому, это было в значительной мере
обусловлено многочисленными пожарами, которые поддерживали
конвекцию воздуха в течение нескольких часов после взрыва. По-
добные явления наблюдались при соответствующих атмосферных
условиях во время крупных лесных пожаров и над горящими горо-
дами («огненные штормы») во время второй мировой войны. Од-
нако при многочисленных экспериментальных ядерных взрывах, не
сопровождавшихся крупными пожарами, такие явления не наблю-
дались.

П.98. В течение двух или трех часов после взрыва при проведе-
нии испытаний «Эйбл» (воздушный взрыв у атолла Бикини
в 1946 г.) в северной части Маршалловых островов прошли неболь-
шие ливни. Была сделана попытка связать это явление с наличием
атомного облака. Но дожди прошли в обширном районе, и их выпа-
дение можно было легко объяснить, исходя из существовавших ме-
теорологических условий. Имеющиеся данные по этому взрыву по-
казывают, что все зафиксированные изменения в состоянии ветра
и структуре атмосферы были кратковременны и обусловливались
действием ударной волны и ‘светового излучения. Во всяком случае,
такие изменения имели значение только в непосредственной бли-
зости от места взрыва. Основная система облаков над лагуной не
изменилась, если не считать появления атомного облака, непосред-
ственно связанного со взрывом.

П.99. Степень ионизации, произведенной радиоактивными излу-
чениями даже при очень мощном ядерном взрыве, по-видимому, бу-
дет недостаточной, чтобы оказать сколько-нибудь заметное влия-
ние на общие атмосферные условия. Поэтому маловероятно, чтобы
ионизация, сопровождающая ядерный взрыв, могла оказать влия-
ние на погоду. |

1.100. Известно, что пыль, поднимающаяся при сильных вулка-
нических извержениях (например, таких, как извержение вулкана
Кракатао, происшедшее в 1883 г.), вызывает заметное уменьшение
количества солнечного света, достигающего земной поверхности.
Однако то, что уменьшение поступающей от солнца энергии оказы-
вает большое влияние на погоду, никем установлено не было. Ко-

}
}
А

мои, ны

74

ЯДЕРНЫЕ ВЗРЫВЫ

личество частиц различных веществ, остающихся в атмосфере
после взрывов даже самых мощных ядерных бомб, вероятно, на
превышает 1% (или около этого) частиц, поднятых при изверже-
нии Кракатао. Кроме того, данные о солнечном излучении показы-
вают, что пока ни один из ядерных взрывов не привел к сколько-ни-
будь заметным изменениям в количестве прямого солнечного света,
постигающего земной поверхности.

П.101. Ввиду изменчивости метеорологических явлений, обус-
ловленных природными причинами, трудно доказать (или опроверг-
нуть), что то или иное изменение погоды после ядерного взрыва
было вызвано этим взрывом. Однако компетентные метеорологи
как в США, таки в некоторых других странах придерживаются
единого мнения, согласно которому ядерные взрывы не оказывали

влияния на погоду, если не считать локализованного действия по-
близости от района испытания.

ГЛАВА Ш

ЯДЕРНЫЙ ВЗРЫВ В ВОЗДУХЕ И ЕГО ДЕЙСТВИЕ
ХАРАКТЕРИСТИКИ ВОЗДУШНОЙ УДАРНОЙ ВОЛНЫ

Возникновение ударной волны

т

11.1. Ббльшая часть разрушений при воздушном взрыве уже
ной бомбы в основном вызывается (прямо или косвенно) действием/
образующейся при взрыве ударной волны. этом сооружения
чаше всего получают повреждения, если избыточное давление
ударной волны составляет величину не менее 0,035 кг/см?. Расстоя-
ние от центра взрыва, на котором ударная волна имеет такое дав-
ление, зависит от мощности и высоты взрыва. Отсюда вытекает
важность подробного рассмотрения всех явлений, связанных с рас-
пространением ударной волны в воздухе.

11.2. Разница в давлении, испытываемом различными поверх-
ностями сооружения, создает нагрузку на сооружение в целом. При
рассмотрении разрушающего действия ударной волны избыточ-
ное давление выступает как важнейшая ее характеристика; по-
этому в последующих разделах будет рассмотрено, как изменяется
величина избыточного давления в зависимости от времени и рас-
стояния. Наибольшее значение избыточного давления, т. е. вели-
чина избыточного давления во фронте ударной волны, называется
максимальным избыточным давлением. Кроме максимального из-
быточного давления, будут рассмотрены также и такие характери-
стики, как скоростной напор, время действия и время распростра-
нения ударной волны.

111.3. Как уже показано в главе И, расширение газов, заключен-
ных в огненном шаре и имеющих исключительно высокую темпера-
туру и давление, приводит к образованию воздушной ударной
волны, распространяющейся от центра взрыва во все стороны
с большой скоростью. Характерной особенностью этой волны яв-
ляется то, что максимальное давление сосредоточено в ее фронте;
затем давление убывает по направлению к центру взрь ва.
На рис. 1.3 показана картина изменения давления за фронтом
ударной волны на самой ранней стадии ее образования в зависи-

76 ЯДЕРНЫЙ ВЗРЫВ В ВОЗДУХЕ И ЕГО ДЕЙСТВИЕ

мости от расстояния ‘до центра огненного шара. Из рисунка видно,
что до момента отрыва ударной волны (см. $ П.84) давление в ее
фронте приблизительно вдвое превышает очень высокое давление

внутри огненного шара,

Максимальное избыточное
давление

огненного шара

Фронт ударной волны

Избытоиное давление Внутри

Росстояние от центра взрыва —=—

Рис. 1.3. Изменение избыточного давления в огнен-
ном шаре в зависимости от расстояния от центра
взрыва

ПТ. По мере удаления воздушной ударной волны от источника
ее образования избыточное давление во фронте и за фронтом по-
степенно уменьшается. Начиная с некоторого‘ расстояния, давление
за фронтом волны становится ниже давления окружающей атмо-
сферы; с этого момента появляется так называемая фаза разре-
жения. На рис. 1.4 показан характер изменения избыточного
давления в зависимости от расстояния для шести последователь-
ных моментов времени, отмеченных индексами 1, 2, 3, 4, Биб На
кривых от И до 4 давление в ударной волне не становится ниже
атмосферного; на кри-
вой 3 избыточное дав-
ление позади фронта
на некотором расстоя-
вы нии от него имеет отри-

цательную величину. В

этой зоне давление

+5 воздуха ниже атмо-
сферного.

11.5. В фазе отри-

Расстояние от центра взрыва — Цательного избыточно-

Рис. Ш.4. Изменение избыточного давления ГО Давления (фазе раз-

в ударной волне в зависимости от расстояния Режения) создается

для различных моментов времени разреженное простран-

Ка
<
=

Избыточное
авление ——
38
5“

ХАРАКТЕРИСТИКИ ВОЗДУШНОЙ УДАРНОЙ ВОЛНЫ УТ
ство, в которое засасывается окружающий воздух (вместо вытал
кивания, как это обычно бывает при положительной величине из-
быточного давления в фазе сжатия).

‚В фазе сжатия масса воздуха, вовлеченная в движение удар-
пои волной, направлена в сторону от центра взрыва, а в фазе раз-
режения —к центру взрыва. К концу фазы разрежения давление
в Ударной волне поднимается до давления окружающей атмо-
сферы. Максимальная величина избыточного отрицательного дав-
ления является небольшой по сравнению с максимальной величи-
нои положительного избыточного давления.

Изменение избыточного давления во фронте воздушной ударной
волны с течением времени

11.6. С практической точки зрения интересно проследить за ха-
рактером изменения величины избыточного давления во фронте
ударной волны в зависимости от времени в какой-либо фиксирован-
ной точке. На рис. 11.6 приведен график изменения избыточного
давления во времени в фиксированной точке (ударная волна до-
стигнет этой точки через несколько секунд или даже через полми-
нуты после взрыва). На левой стороне рис. ПТ.6 показана общая
картина воздействия избыточного давления на легкие постройки,
деревья и мелких животных в различные моменты времени про-
хождения ударной волны.

ПТУ. Давление воздуха в фиксированной точке повышается
не сразу после взрыва, а спустя некоторое время, необходимое
для прохождения ударной волной расстояния от центра взрыва до
этой точки. В момент прихода фронта ударной волны давление
воздуха в рассматриваемой точке скачкообразно повышается до
величины максимального избыточного давления. На рис. 11.6 циф-
рой / обозначен момент взрыва, а цифрой 2— момент прихода
фронта ударной волны в фиксированную точку. С приходом удар-
ной волны в эту точку одновременно с повышением давления воз-
никает движение самой среды. Образовавшиеся за фронтом
ударной волны потоки воздуха весьма скоротечны; они быстро те-
ряют свою скорость во времени.

18. Максимальное давление, соответствующее моменту при-
хода фронта ударной волны, тут же начинает быстро уменьшаться
и в момент времени, соответствующий точке 8 на рис. 11.6, стано-
вится равным первоначальному атмосферному давлению.

Несмотря на то, что в этой точке избыточное давление равно
нулю, воздушная среда продолжает пока еще двигаться (в тече-
ние короткого времени) в том же направлении (от центра взрыва).
Отрезок, заключенный между цифрами 2 и 3 на рис. 11.6, соответ-
ствует времени действия положительного давления (фазе сжатия)
ударной волны. Для взрыва мощностью в 20 тыс. 7 этот промежуток

РОЙ ВОЙНЫ

„Давление

Фронт у/0а

=
Е
з
&
5
х

Рис. Ш.б. Изменение давления в фиксированной на местности точке в за-
висимости от времени и действие ударной волны на местные предметы

ре.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ВОЗДУШНОЙ УДАРНОЙМ ВОЛНЫ 79

времени составляет приблизительно от 0,5 до 1,0 секунды, а для

взрыва в 1 о 2 до 4 секунд. Именно в этот период воз-
душная ударная волна обладает наибольшим разрушающим
действием.

1119. Процесс уменьшения давления ударной волны не прекра-
щается и после достижения величины атмосферного дав-
ления. С этого момента в рассматриваемой точке пространства на-
чинается новая фаза — фаза отрицательного давления (фаза раз-
режения) ударной волны, которая длится несколько секунд.
На рис. П1.6 продолжительность фазы разрежения соответствует.
отрезку 3—5. В течение большей части этой фазы воздушные по-
токи имеют обратное направление (к центру взрыва). В фазе раз-
режения ударная волна может произвести некоторые разрушения,
однако они, как правило, будут небольшими, так как максимальное
отрицательное избыточное давление всегда меньше максималь-
ного избыточного давления фазы сжатия (давление во фронте
ударной волны). В фазе разрежения давление сначала умень-
шается, а затем увеличивается, достигая к моменту времени,
обозначенному цифрой 5, величины давления окружающей атмо-
сферы. К этому моменту практически прекращается также и дви-
жение масс воздуха, вследствие чего прекращается и непосред-
ственное разрушающее действие взрыва. Однако может иметь
место косвенное разрушающее действие от возникающих пожаров
(см. главу УП).

Скоростной напор (динамическое давление)

111.10. Несмотря на то, что разрушающее действие ударной
волны обычно характеризуется величиной избыточного давления
в ее фронте, необходимо иметь в виду другой важный параметр,
а именно: скоростной напор. Для значительной части сооружении
степень разрушения зависит главным образом от величины силы
(нагрузки) торможения, возникающей в результате движения масс
воздуха за фронтом ударной волны. На величину этой силы ока-
зывают влияние некоторые характеристики сооружения (главным
образом его форма и размеры), но в основном она зависит от
максимального скоростного напора и продолжительности его дей-

сооружение.

и АНЯ напор является функцией скорости рт
ности воздуха за фронтом ударной волны. В свою очередь оба ука-
занных параметра зависят от избыточного давления ударной
волны и связаны с величиной этого давления (при идеальных
условиях во фронте ударной волны) равенствами, которые приво-
дятся ниже (см. $ 11.80). Для сильных ударных волн фены =
напор превосходит избыточное давление, но при избыточном ва.
лении, меньшем 4,9 кг/см?, он становится ниже избыточного да

80 ЯДЕРНЫЙ ВЗРЫВ В ВОЗДУХр и ЕГО ДЕЙСТВИЕ _

Ч,
ь > х)
для оценки разрушающего действия ударной волны.

ти, №

Ш.13. Во второй фазе ударной волны — фазе разрежения — ско- м

ростной напор очень мал и действует в обратном направлении. По- а

этому. повреждения, вызванные скоростным напором (или силой ча №
торможения) в фазе разрежения, также очень малы

{
ния. Так же как максимал с избыточное давление Ударной |
волны, максимальный скоростной напор уменьшается с увеличе- 4
нием расстояния от центра взрыва, хотя р о све происхо-
дит в неодинаковой степени. Некоторые данные, характеризующие |
соотношение величин „максимального избыточного давления, 4
максимального скоростного напора и максимальной скорости дви- й
6 жения воздуха во фронте ударной волны, приведены в
табл. 1.11. Из таблицы видно, что скоростной напор уменьшается
с расстоянием значительно быстрее, чем ‘избыточное давление |
ударной волны.
Таблица 1.11
Избыточное давление, скоростной напор и скорость
движения массы воздуха
Максимальное избыточное | Максимальный скоростной Максимальная ость движе-
, д с | напор, кг/см? ния возду м/сек
|
з 51 5,6 520
3,5 2,8 420
| 2,1 1 300
м 1,4 0,56 210
\ 0,70 0,14 130
? 0,35 0,05 72
| 0,14 0,007 30
] Вр
|
| 1.12. В фиксированной точке скоростной напо ме С 1.
] : р р уменьшается Расето;
во времени так же, как и избыточное давление, но скорости изме- лен
| нения этих величин за фронтом Ударной волны различны. Это от ен
можно видеть из рис. 111.19, на котором представлены качествен- м.
| ные кривые изменения избыточного давления и скоростного напора н Ной
3 определенной фиксированной точке, в которую Фронт ударной г: |.
| волны приходит примерно в течение первой секунды после взрыва. но
{ Когда фронт Ударной волны достигает данной точки, вели- О по
| чины указанных параметров резко возрастают до максимума, а за- | ет
тем начинают уменьшаться. Из Рис. 11.12 видно, что избыточное ал
давление и скоростной напор становятся равными нулю в один и ау
тот же момент времени. В действительности же скорость потока ь,
воздуха (и, следовательно, скоростной напор) упадет до нуля не- \ |
| сколько позднее, чем избыточное давление, главным образом из-за Ч
инерции движущегося воздуха, но это различие не имеет значения ‹
}

ЗДУШНОм ХТ
УП Н ‚И УДАРНОЙ ВОЛНЫ

че к | 81

— Избыточное давление

Скоростной напор

Момент прихода фронта
убарной долны

Атмосферное
давление

Рис. 1.12. Изменение избыточного давления и скоростного
напора в фиксированной точке в зависимости от времени

Время распространения и время действия ударной волны

11.14. Как указывалось выше, для прохождения ударной волной
расстояния от центра взрыва до какой-либо точки требуется опре-
деленное время. Это время (время распространения) зависит
от мощности взрыва и расстояния. Например, при мощности взрыва,
равной 1 млн. т, время распространения ударной волны на расстоя-
ние 1,6 км составляет около 4 секунд. Вначале скорость фронта
ударной волны очень высока, во много раз больше скорости звука,
но по’мере распространения ударной волны ее скорость умень-
птается, так как давление во фронте падает. Наконец, на большом
удалении ударная волна превращается по существу в звуковую
волну и ее скорость приближается к скорости ‘звука в окружающей

среде. к ;
. 1.15. Время действия ударной волны в какой-либо точке про-
странства также зависит от мощности взрыва и расстояния. На ма-
лых расстояниях. от центра взрыва продолжительность фазы сжа-

тия весьма незначительна; по мере распространения ударной волны
она увеличивается. Например, при взрыве ядерного заряда с тро-
тиловым эквивалентом в 1 млн. т время действия фазы сжатия

ст $. ставляет около 2 секунд.
на расстоянии 1,6 км со коло 2 се а
111.16. В $ 11.12 отмечалось, что скорость движения поток

духа за фронтом ударной волны падает до нуля и затем меняет

6 Действие ядерноге оружия

82

напора может превосходить продолжительность дейс тВИЯ ИЗО
ного давления в фазе сжатия на различную величину в зависимо-
сти от величины избыточного давления. Однако скоростной напор
по окончании фазы сжатия настолько мал, что практически он не
имеет никакого значения. Поэтому время, в течение которого ско-
ростной напор является эффективным, можно принимать в основ-
ном равным продолжительности фазы сжатия, как это показано
на рис. 111.12.

ОТРАЖЕНИЕ УДАРНОЙ ВОЛНЫ ОТ ПОВЕРХНОСТИ
Падающая и отраженная волна

1.17. Когда падающая ударная волна, возникающая при воз-
душном взрыве, достигает более плотной среды, например поверх-
ности земли или воды, она отражается. Процесс образования отра-
женной ударной волны в этих условиях показан на рис. 1.17.
На этом рисунке показаны четыре стадии распространения сфери-
ческой ударной волны от центра воздушного взрыва. В первой ста-
дии фронт ударной волны не достиг поверхности земли. Во второй
стадии фронт ударной волны распространился несколько дальше,
но еще не достиг поверхности земли. В третьей, более поздней ста-
дии образовалась отраженная ударная волна, которая показана
на рисунке пунктиром.

11.18. Когда происходит такое отражение, человек или пред-
мет, находящийся непосредственно. на поверхности, испытывает
один удар, так как отраженная волна образуется мгновенно. Сле-
довательно, за величину избыточного давления на поверхности
земли практически можно
принять только величину
давления отражения.

В районе эпицентра взры-
ва величина избыточного
давления отраженной волны
будет более чем в два раза
превышать величину макси-
мального избыточного дав-
ления падающей ударной
волны. Величина избыточ-
ного давления отражения
(см. $ 11.80 и 11.81) зави-

ы Е сит от энергии падающей
2 е уда 2 ‚
Рис. 11.17. Отражение ударной волны т волны и от угла ве падения.
поверхности земли при воздушном взрыве; : Г 18 - с
—— последовательные моменты времени На рис. П1.18 показан ›

т тЫ Вт. ————

направление в некоторый момент’ времени после окончания фазы
сжатия. Следовательно, продолжительность действия скоростного

ПОВЕРХНОСТИ

рактер изменения и
точки А (см. рис. П

зоыточного давления воздуха во времени для
г 1.17), находящейся на поверхности земли близ
эпицентра взрыва. Можно считать, что точка А лежит в ближней
зоне распространения ударной волны (области регулярного от-

ражения), т. е. в области, где не происходит слияния фронтов па-
дающеи и отраженной ударных волн.

Р- избыточное давление 60 фронте
павающей ударной волны

Ру- избыточное давление во фронте
отраженной ударной волны

Избыточное давление —=

Время —

Рис. Ш.18. Изменение избыточного давления во времени
в фиксированной точке на поверхности земли в ближней зоне
распространения ударной волны

111.19. Любая точка этой области, находящаяся на некоторой не-
большой высоте от поверхности земли, будет испытывать два по-
следовательных удара: первый — в результате действия падающей
ударной волны и второй —в результате действия отраженной
волны, которая приходит в данную точку с небольшим запозданием
(см. рис. 11.19). Такой точкой может быть, например, точка В
(см. рис. 11.17). Когда фронт падающей ударной волны достигает

Р- избыточное давление 80 фронте
падающей ударной волны

В, - избыточное давление 80, фронте
отраженной ударной валны

Издытбчное давление —

Время ——=

Рис. 11.19. Изменение избыточного давления во времени в
фиксированной точке над поверхностью земли В ближней
зоне распространения ударной волны

мы

р.

84 ЯДЕРНЫЙ ВЗРЫВ В В ХЕ И ЕГО ДЕЙСТВИВ 24
ты ВЕ а $
этой точки, фронт отраже ны будет находиться еще на не- я
котором расстоянии от нее. Следовательно, пройдет некоторое не- 4
большое время до того, как отраженная волна достигнет точки, на- я

ходящейся над поверхностью. С другой стороны, в рассматрива- 3
емой точке величина максимального избыточного давления отра- р.
женной волны будет меньше величины, которую эта волна имела ы
непосредственно на поверхности, так как величина давления умень- 4
шается по мере распространения волны. При оценке действия >
ударнои волны воздушного взрыва на сооружения, расположенные *
в ближней зоне ее распространения, нужно учитывать интенсив-

ность и направление движения падающей и отраженной волн. р
После прохождения отраженной волны скоростной напор вблизи

поверхности земли имеет в основном горизонтальное направ-
ление.

называе
падающ
Образование головной ударной волны с
11.20. Вышеприведенное рассуждение относительно разницы ада
во времени прихода фронтов падающей и отраженной ударных
волн в некоторую точку, находящуюся над поверхностью земли, на- (рик.
пример в точку В (см. рис. 1.17), основывается на предположе- верхнос
нии, что обе волны движутся приблизительно с одинаковой ско- высоту
ростью. Это предположение вполне справедливо для ранних стадий ` ИСП
распространения ударной волны, когда ее фронт находится неда- Ха
леко от эпицентра. Однако, как будет показано ниже, отраженная В обще
волна всегда движется через воздух, нагретый и сжатый в резуль- ИЗбыте
тате прохождения падающей волны. В результате этого отраженная .

ударная волна движется быстрее, чем падающая волна, и при опре-
деленных условиях догоняет ее, что приводит к слиянию фронтов
двух ударных волн и образованию фронта третьей ударной волны.

то взаимодействие падающей и отраженной ударных волн назы-
вается явлением нерегулярного отражения. Область, в которой про-

исходит слияние двух волн, называется областью нерегулярного
отражения (дальняя зона распространения ударной волны) в отли- >
чие от области регулярного отражения (ближняя зона распростра-

нения ударной волны), где волны не сливаются.

11.21. Слияние фронтов падающей и отраженной ударных волн
схематически показано на рис. 11.21, на котором изображена часть
профиля ударной волны вблизи поверхности земли. На рис. [Ш.21, а
показано положение падающей и отраженной волн в точке, находя-
щейся достаточно близко от эпицентра, например в точке А (см.
рис. 11.17). На ббльшем расстоянии от эпицентра (рис. ПТ.21, 6)
более крутой фронт отраженной волны свидетельствует о том, что
она движется быстрее и нагоняет падающую волну. В дальнейшем
отраженная волна сливается у поверхности земли, как показано
на рис. 1Ш.21, в, с падающей волной, образуя третью ударную волну,

= ОТРАЖЕНИЕ УДАРНОМ ВОЛНЫ ОТ ПОВЕРХНОСТИ 85

(траженная волна
Лабдпющая волна ыы

- волна
Побит траженная волно
Отраженная волна ии
ной ударной
В > болны

[о 6 |

Рис. 11.21. Слияние падающей и отраженной ударных волн и образова-
ние головной ударной волны

называемую головной волной. Точка, в которой встречаются фронт
падающей волны, фронт отраженной волны и фронт головной
волны, называется тройной точкой‘.

1.22. По мере того как отраженная волна продолжает нагонять
падающую волну, тройная точка постепенно поднимается над по-
верхностью земли, и высота головной волны увеличивается
(рис. ПТ.22). Любой предмет, находящийся непосредственно на по-
верхности земли или на некоторой высоте от нее, не превышающей
высоту головной волны (т. е. ниже траектории тройной точки),
испытывает только одно воздействие от двух слившихся волн.

Характер действия образовавшейся головной ударной волны
в общем аналогичен характеру действия обычной ударной волны.
Избыточное давление во фронте головной ударной волны в фикси-
рованной точке убывает во времени; за фазой сжатия следует фаза
разрежения, как это показано на рис. 1.6.

0-отраженная уберноя волна
| п- падающая ударная волна п

Высота фронта.
головной ударной
Волны

Ближняя зона распро- Дальняя зона распространения
странения удерной ударной долны
волны

Рис. И1.22. Характер распространения ударной волны вблизи поверхно-
с : сти земли в дальней зоне

1 Так называемая тройная точка в действительности является не одной точ-
кой, а системой точек, образующих окружность.

ЯДЕРНЫЙ ВЗРЫВ В ВОЗДУХЕ И ЕГО ДЕЙСТВИВ

1.23. Объекты, находящиеся на значительных высотах, превы-
шающих траекторию тройной точки, например самолет или верхняя
часть высокого здания, будут подвержены воздействию двух сле-
дующих друг за другом ударов. Вначале окажет воздействие па.
дающая ударная волна, а затем через короткий промежуток вре-
мени подействует отраженная волна. При контактном наземном
(надводном) ядерном взрыве образуется только одна слившаяся
волна, скользящая вдоль поверхности земли (воды): Следова-

ельно, объекты, находящиеся на поверхности земли и над нею,
будут подвержены воздействию только одного удара волны.

111.24. При рассмотрении разрушающего действия ударной
волны при воздушном взрыве следует обращать внимание по мень-
шей мере на два момента. Во-первых, в дальней зоне распростра-
нения ударной волны на высоте, лежащей ниже тройной точки,
деиствует только одна волна, в то время как в ближней зоне дей-
ствуют независимо друг от друга две волны — падающая и отра-
женная. Во-вторых, поскольку фронт образовавшейся головной
волны почти вертикален, то поток воздуха в распространяющейся
волне направлен в основном параллельно поверхности земли (см.
рис. 11.21). Поэтому в дальней зоне силы, возникающие при воз-
действии ударной волны на сооружения и различные объекты, на-
правлены почти горизонтально, вследствие чего их вертикальные
поверхности испытывают значительно большую нагрузку, чем го-
ризонтальные.

111.25. Расстояние от эпицентра, на котором начинается слияние
падающей и отраженной волн с образованием головной волны, за-
висит от мощности и высоты взрыва. Так, например, при мощности
взрыва в 1 млн. т и при высоте, обычно назначаемой для такого
взрыва, головная волна начинает образовываться на расстоянии
около 2 км от эпицентра. С уменьшением высоты взрыва расстоя-
ние до начала области нерегулярного отражения сокращается.
И, наоборот, с увеличением высоты взрыва указанное расстояние
увеличивается. При достаточно большой высоте взрыва будет про-
исходить только регулярное отражение и не будет образовываться

головная волна.

Высота взрыва и разрушения, вызываемые ударной волной

111.96. Высота и мощность ядерного взрыва являются важными
факторами, от которых зависит степень разрушения объектов, нахо-
дящихся на поверхности земли. Эти две величины обычно обуслов-
ливают характер изменения давления в волне при изменении рас-
стояния от эпицентра взрыва, а также т аня

нтра до нача
том числе расстояние от эпице
ного Ония (дальней зоны). С уменьшением высоты взрыва
(при неизменной мощности) происходит следующее:

ОТРАЖЕНИЕ УДАРНОЙ ВОЛНЫ ОТ ПОВЕРХНОСТИ

87

1. Головная волна начинает образовываться на более близком
расстоянии от эпицентра.

2. Избыточное давление на поверхности земли в районе эпи-
центра становится больше. При контактном наземном взрыве
избыточное давление в непосредственной близости от центра
взрыва достигает максимального значения. Кроме того, как будет
указано в главе \, при этом наблюдается образование воронки и
возникновение волны сжатия в грунте. Более подробно различие
в характеристиках ударной волны при контактном наземном
взрыве и типичном воздушном взрыве будет охарактеризовано
ниже.

11.27. Из существующей зависимости между мощностью и вы-
сотой взрыва следует, что для получения соответствующего эффекта
от взрыва заряда с большим тротиловым эквивалентом требуется
большая высота взрыва; при этом можно получить ударную волну,
сходную по своим характеристикам с ударной волной, образован-
ной при низком воздушном взрыве. С другой стороны, взрыв не-
большой мощности, произведенный невысоко над поверхностью
земли, имеет характеристики типичного воздушного взрыва.

11.28. Атомные бомбы, сброшенные на японские города Хиро-
сима и Нагасаки во время второй мировой войны, были взорваны
на высоте около 620 м. Согласно существовавшему мнению, кото-
рое впоследствии подтвердилось испытанием атомного оружия,
взрыв бомбы с тротиловым эквивалентом 20 тыс. т именно на такой
высоте вызовет максимальные разрушения наземных объектов, на-
ходящихся в районе избранной цели. В действительности с точки
зрения действия ударной волны для какой-либо определенной мощ-
ности взрыва не может существовать только одна оптимальная вы-
сота; высота взрыва обусловливается прежде всего характером
цели. Как правило, для разрушения прочных объектов требуется
производить взрыв в воздухе на небольшой высоте или поверхност-
ный взрыв. При нанесении удара по более слабым целям, которые
разрушаются при сравнительно небольших величинах избыточного
давления или скоростного напора, высоту взрыва следует увели-
чить, чтобы обеспечить поражение на большей площади, так как
при этом образование головной ударной волны приводит к расши-
рению области низких давлений.

Контактный взрыв

111.29. Ударная волна, образующаяся при наземном (надвод-
ном) взрыве, несколько отличается от ударной волны воздушного
взрыва. При взрыве на поверхности фронт ударной волны в воз-
духе имеет полусферическую форму, как показано на рис. 11129;
при этом взрыве отсутствует зона регулярного отражения удар“
ной волны, и все объекты, расположенные даже вблизи центра, ис-
пытывают воздействие ударной волны, аналогичное воздействию

Рис. Ш.29. Образование Ударной волны при назем-
ном (надводном} взрыве; падающая и отраженная
волны составляют единую волну

при воздушном взрыве, которому подвергаются объекты, располо-
женные в зоне нерегулярного отражения (ниже траектории трой-
ной точки). Поэтому при рассмотрении действия ударной волны
контактного взрыва на наземные сооружения можно считать, что
ее фронт является вертикальным; избыточное давление и скорост-
ной напор за фронтом Ударной волны уменьшаются с различной
скоростью. Как указывалось выше, массы воздуха, двигающиеся
вслед за фронтом ударной волны вблизи поверхности, в основном
направлены горизонтально.

ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ВЗРЫВА НА ПРОЦЕССЫ ОБРАЗОВАНИЯ
И РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВОЗДУШНОЙ УДАРНОЙ ВОЛНЫ

Влияние рельефа местности

ространении ударной волны на местности с
фом может наблюдаться так и

о крутом
склоне холма можно ожидать. некоторое снижение о жы
давления в волне. В общем, отклонение величины максимального
избыточного давления в любой точке холма от величины макси-
мального избыточного давления на горизонтальной плоскости за-
висит от формы и размеров холма, а также от его положения по от-
ношению к месту взрыва. Поскольку промежуток времени, в тече-
ние которого происходит увеличение или уменьшение давления при
набегании волны на холм, невелик по сравнению с длительностью
фазы сжатия, то нужно ожидать, что влияние рельефа местности на

ВЛИЯНИЕ УСЛОВИМ ВЗРЫВА 89

воздействие ударной волны на мн
сколько-нибудь значительным.

1.31. Особенно важно подчеркнуть, что если объект находится
за крутым склоном большого холма, закрывающего центр взрыва
то это еще не гарантирует защиту от действия ударной ВОЛНЫ.
Другими словами, тот факт, что центр взрыва не виден из-за холма
совершенно не означает, что действие ударной волны за холмом не
будет ощущаться. Как будет показано ниже, ударные волны могут

легко огибать (или дифрагировать) встречающиеся на пути пре-
пятствия.

огие типы сооружений не является

111.32. Различные неровности местности могут защищать объ-
ект от деиствия светового излучения и, вероятно, в некоторой сте-
пени и от действия радиоактивного излучения взрыва. Однако не
следует ожидать значительного ослабления действия ударной
волны на сооружения за исключением особых случаев. В то же
время, если укрыть подвижную технику в открытых выработках и
глубоких траншеях заподлицо с поверхностью земли или за кру-
тыми земляными насыпями, то можно в значительной степени за-
щитить ее от летящих предметов и действия скоростного напора.
Этот вопрос будет рассмотрен более подробно в главе ХИ.

111.33. Влияние городских строений на распространение удар-
ной волны во многом можно уподобить влиянию рельефа местно-
сти. Можно ожидать, что наличие большого числа зданий, находя-
щихся вблизи друг от друга, вызовет местные изменения в удар-
ной волне, особенно в величине скоростного напора. С одной сто-
роны, объекты и сооружения, расположенные на пути движения
ударной волны, способствуют ее ослаблению, с другой стороны,
наличие зданий, многократно отражающих ударную волну, и улиц,
представляющих собой каналы для ее распространения, ведет
к увеличению избыточного давления и скоростного напора. По-
этому в целом влияние городской застройки на разрушающее дей-
ствие ударной волны будет сравнительно небольшим.

Влияние метеорологических условий

111.34. Наличие большого количества влаги в атмосфере может
оказать влияние на свойства ударной волны в области низкого из-
быточного давления. Однако вероятность встречи р С г
концентрацией влаги в атмосфере следует считать небольшои.

11.35. При соответствующих метеорологических он
легкие повреждения построек можно наблюдать на асе
больших расстояниях, чем при обычных условиях. Это ры
имеет место как при взрыве большого количества к , >
при ядерных взрывах. Оно является следствием одного из дву

90 ЯДЕРНЫЙ ВЗРЫВ В ВОЗДУХЕ И ЕГО ДЕЙСТВИЕ

=

личных видов отклонения (пригибания) к земной поверхности
ударной волны верхними слоями атмосферы. Первый вид отклоне-
ния возникает в результате появления градиентов температуры и
скорости ветра в нижнем слое атмосферы толщиной около 9,0 кл.
Второй вид отклонения связан с наличием тех же условий в ат-
мосфере на больших высотах: порядка 40 км и более.

111.36. Если скорость ветра возрастает по мере увеличения вы-
соты приблизительно на 5 км/час через каждые 300 м, а темпера-
тура воздуха. при этом уменьшается (что обычно наблюдается в
дневное время), то отклонение ударной волны к земной поверхно-
сти происходит в пределах незначительного слоя атмосферы (в пре-
делах нескольких тысяч футов). Отмеченное явление может при-
вести к повышению концентрации энергии ударной волны в каком-
либо районе (фокусе) на поверхности земли вследствие одновре-
менного прихода в этот район нескольких ударных волн. Величина
энергии ударной волны в этом районе может значительно пре-
взойти величину энергии, соответствующей обычным условиям рас-
пространения ударной волны. Районов концентрации энергии удар-
ной волны может быть несколько. Первый район может находиться
на расстоянии 13—16 км от эпицентра. В нем произойдет обратное
отражение ударной волны с повышенной концентрацией энергии
в атмосферу и затем последующее ее возвращение на поверх-
ность земли в район, находящийся на большем удалении от эпи-
центра. Этот процесс может повториться несколько раз. Из-
вестны случаи, когда взрыв бомбы с тротиловым эквивалентом
20 тыс. т вызывал выбивание оконных стекол на расстоянии от 120
до 160 км.

11.37. В других случаях при мощных взрывах подобное же
повышение давления (а также усиление звука взрыва) наблюда-
лось зимой на расстоянии 110—130 км и летом на расстоянии от
190 до 240 км. Это явление объясняется отражением ударных
волн на высоте 40—65 км от сравнительно теплых слоев атмосферы
(озоносферы) с фокусированием их на поверхности земли. После-
дующие процессы отражения от поверхности земли и от озоно-
сферы происходили через определенные промежутки времени.
В результате такого явления сильный взрыв можно услышать даже
на более значительных расстояниях, чем те, которые приведены
выше.

Влияние высоты

11.38. На зависимости между избыточным давлением, рас-
стоянием и временем, которые характеризуют распространение
ударной волны в воздухе, оказывают влияние условия окружаю-
щей атмосферы; последние же сами меняются в зависимости от

Й энергии
а поверх
ИИ ОТ ЭП:

раз. Из
ивалентом
нии от 12)

ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ВЗРЫВА 91

высоты. При рассмотрении влияния высоты на образование и

пространение ударной волны следует остановиться на двух =.
цаях: 1) центр взрыва и цель находятся на одной высоте: 2) а
взрыва и цель находятся на разных высотах. |

111.39. При наземном (надводном) взрыве максимальное избы-
точное давление на данном расстоянии от центра взрыва зависит
от атмосферного давления, которое изменяется с высотой над уров-
нем моря. Ниже (см. $ 11.89) даются простые поправочные коэф-
фициенты, позволяющие учитывать различия в окружающих усло-
виях, но пока можно сделать общие выводы.

С увеличением высоты как взрыва, так и цели избыточное дав-
ление на данном расстоянии от центра взрыва при неизменных ве-
личинах тротилового эквивалента в общем уменьшается. Соответ-
ственно этому можно ожидать увеличения времени распростране-
ния ударной волны и действия фазы сжатия. Для высот, не превос-
ходящих 1500 м над уровнем моря, изменения указанных парамет-
ров ударной волны являются сравнительно небольшими. По-
скольку наземные цели, как правило, находятся на более низких
высотах над уровнем моря, то поправки на изменение условий
внешней среды приходится делать редко.

111.40. При расположении центра взрыва и цели на различ-
ных высотах (как, например, при воздушном взрыве) характер
распространения ударной волны становится более сложным. На него
оказывают влияние температура и давление окружающей среды,
поэтому зависимость избыточного давления от расстояния на по-
верхности земли будет непостоянной. В пределах зоны значитель-
ных разрушений для взрывов небольшой мощности отклонения, вы-
зываемые атмосферными условиями, оказываются несуществен-
ными. Для взрывов большой мощности, при которых ударная волна
распространяется на значительно большие расстояния, благодаря
влиянию температурных инверсий и явлению отражения можно
ожидать существенных местных отклонений от указанной выше за-
висимости избыточного давления от расстояния. Следовательно, в
этом случае для получения более точных данных при расчетах па-
раметров ударной волны необходимо иметь подробные сведения об
атмосферных условиях в день взрыва. Для практических целей
можно ограничиться введением упомянутых выше поправочных ко-
эффициентов только в тех случаях, когда цель находится на неко-

торой существенной высоте над уровнем моря.

Влияние поверхности

от характера поверхности, над которой
взрыв определенной мощности,
ристики ударной волны.

11.41. В зависимости
на некоторой высоте производится
могут изменяться некоторые характе

92 ЯДЕРНЫЙ ВЗРЫВ В ВОЗДУХЕ И ЕГО ДЕЙСТВИЕ

Эти изменения зависят главным образом от характера и вели.
чины поверхности, над которой распространяется Ударная волна,

При взрыве в воздухе на малой высоте или непосредственно на по-
верхности имеет место потеря некоторого количества энергии вслед.
ствие образования волны сжатия в грунте. Этот вопрос будет рас-
смотрен в $ 111.43. Наличие на поверхности неровностей может ок
зать некоторое влияние при воздушном взрыве на зависимость из-
быточного давления от расстояния, а также на образование голов.
ной ударной волны. Однако этот фактор оказывает в общем не-
большое влияние на разрушающее действие ударной волны. Ре.
зультаты, приведенные ниже в настоящей главе, получены приме-
нительно к средним условиям на поверхности.

11.42. Характер поверхности оказывает известное влияние на
степень повреждений, образующихся в результате ударов летя-
щих предметов, увлекаемых ударной волной. Разрушения и повре-
ждения могут быть вызваны летящими обломками скал, камнями,
галькой, а также более мелкими частицами, например песком и
пылью. Эти предметы, увлекаемые ударной волной, не обязательно
оказывают влияние на величину избыточного давления. В районах
с большим количеством пыли последняя может оказать некоторое
влияние на величину скоростного напора и, следовательно, на ха-

рактер его воздействия на объект, но, по-видимому, это ‘влияние
будет небольшим.

а-

Волна сжатия в грунте при воздушном взрыве

уть при изу-
я вопрос о возможном влия-
сооружения. Если взрыв про-
оторая часть энергии взрыва
о начинается небольшое коле-

ляется слабая волна сжатия.
Давление Ударной волны, действующее на поверхность грунта,

передается им к подземным сооружениям без заметного ослабле-
ния. При этом основная составляющая усилия, передаваемого
грунтом, будет направлена почти вертикально и равна приблизи-
тельно величине избыточного давления ударной волны. Явления,
связанные с образованием волны сжатия в грунте, будут рассмо-
трены более подробно в гл. Уи УТ.

11.44. При высоких воздушных взрыв
точного давления в эпицентре взрыв
возникает весьма слабая волна сжа
сооружения средней прочности,
взрыва, не будут испытывать се
могут составить кана.
малой глубине; они

ах, когда величина избы-
а относительно мала, в грунте

тия. В этом случае подземные

расположенные даже в эпицентре
рьезного воздействия. Исключение
проложенные на
лизи от эпицентра

лизационные и другие линии,
могут быть повреждены вб

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ УДАРНОЙ ВОЛНЫ С СООРУЖЕНИЯМИ 93

из-за смещения грунта. Однако эти повреждения, как правило, не
будут включать в себя разрыв металлических труб. При наземном
взрыве, сопровождающемся образованием воронки,

воздействие
взрыва на подземные соо

ружения будет совершенно иным (см.
гл. УТ). |

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ УДАРНОЙ ВОЛНЫ С СООРУЖЕНИЯМИ
Нагрузка ударной волны

111.45. Поведение объекта или сооружения, подвергающегося
действию ударной волны в результате атомного взрыва, можно рас-
сматривать с двух сторон. Во-первых, необходимо учитывать «на-
грузку», под которой подразумевается сила, образующаяся вслед-
ствие действия давления ударной волны. Во-вторых, необходимо
учитывать «реакцию», или деформацию сооружения, возникающую
под действием нагрузки. Как правило, по величине деформации
можно судить о разрушающем действии ударной волны, поскольку
наличие в конструкции значительных остаточных деформаций сни-
жает ее пригодность. Разрушения подвижных объектов могут
быть вызваны также метательным действием ударной волны;
объект может удариться о землю или о какой-либо другой более
или менее прочно закрепленный объект. Например, транспорт-
ные средства повреждаются главным образом при опрокидыва-
нии и ударах их о землю. Кроме того, объекты могут получить
косвенные повреждения от летящих осколков стекла, кирпичей,
сбломков строений и других предметов, увлекаемых ударной вол-
ной. Повреждения такого рода, конечно, зависят от конкретных
условий.

111.46. Прямое разрушение сооружений, вызываемое действием
воздушной ударной волны, может иметь различный характер. На-
пример, ударная волна может прогнуть элементы стального кар-
каса, провалить крышу, вдавить стены внутрь, выломать панели и
выбить окна. Вообще разрушения происходят в результате опреде-
ленной деформации конструкции. Возникновение деформаций при
атомном взрыве будет рассмотрено ниже.

111.47. При воздушном взрыве падающая ударная волна в эпи-
центре направлена перпендикулярно к поверхности земли. В ближ-
ней зоне распространения ударной волны силы, действующие на со-
оружения, будут иметь значительную вертикальную составляющую
(до прихода отраженной волны). Следовательно, вместо нагрузки,
действующей в основном в горизонтальном направлении на объ-
екты, расположенные в дальней зоне (см. $ 1.24), здесь вначале
будет действовать сила, направленная вниз, которая будет вызы-
вать, например, продавливание крыш; кроме того, в о ОорУЖеЕния
возникнет также и деформация, обусловливаемая горизонтальной
составляющей нагрузки.

94 ЯДЕРНЫЙ ВЗРЫВ В ВОЗДУХЕ И ЕГО ДЕЙСТВИЕ

Нагрузка обтекания

11.48. Когда фронт ударной волны достигнет передней стенки
(лобовой поверхности) сооружения, происходит ее отражение.
В результате этого избыточное давление быстро возрастает, увели-
чиваясь по меньшей мере в два раза (обычно в несколько раз) по
сравнению с избыточным давлением во фронте падающей ударной
волны. Величина давления отражения определяется различными
факторами, такими, как давление в падающей ударной волне и
угол между направлением движения ударной волны и стенкой со-
оружения. По мере продвижения фронта ударной волны избыточ-
ное давление, действующее на переднюю стенку сооружения,
быстро падает до значения давления в ударной волне до отраже-
ния '. В то же время ударная волна обтекает углы так, что все со-
оружение в конце концов охватывается ударной волной.

В момент завершения обтекания стенки и крыша сооружения
будут испытывать приблизительно одинаковое давление.

11.49. Вышеописанное явление в упрощенной форме показано
на рис. 1.49°. На рисунке показан план сооружения, на которое
воздействует воздушная ударная волна, двигающаяся в горизон-
тальном направлении. На рис. 11.49, а показано приближение
фронта ударной волны к сооружению; направление движения фронта
перпендикулярно передней стенке сооружения. На рис. 111.49, б
волна достигла передней стенки, создавая высокое избыточное
давление. На рис. 11.49, в ударная волна прошла половину ширины

ОИ
ПАО,

Рис. 1.49. Обтекание сооружения ударной волной

! Это давление часто называется «боковым избыточным давлением», поскольку
оно такое же, как давление, которое испытывает боковая стенка сооружения, где
нет существенного отражения. |

2 Более подробно этот случай рассмотрен в главе \1.

1 ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ УДАРНОЙ ВО ) р\
Аней п волны С СООРУЖЕНИЯМИ 95
С
ана ея Не р 11.49, г достигла его задней стенки. По мере
дык ум ров; 1 ударной волны давление на передней стенке пони-
ы. ‘ра жается, а на боковых стенках увеличивается; как показано на
р у С фронт ударной волны миновал сооружение, все его
Рааи оиЕНК и крыша сооружения испытывают приблизительно одина-
ой ь НЫ, ковое давление. Если здание ориентировано под некоторым углом
Стенко в, НЫ распространения ударной волны, то давление нач-
Ы о ® т аа сразу на две стороны (вместо одной), но
соорубии Г: картина будет такой же, как это показано на рис. ПТ.49, е,
@) Е х
а трах 11.50. В условиях, когда ударная волна полностью еще не охва-
: то ве гила сооружение, будет наблюдаться значительная разница в дав-
: . лениях на передней и задней стенках сооружения. Такая разница
‘ооруже в давлениях создаст силу, которая будет стремиться сдвинуть с0-
е. я оружение в направлении действия ударной волны. Эта сила на-
ие показ зывается нагрузкой обтекания, так как она действует в то время,
и. ано когда ударная волна обтекает здание. Величина и характер факти-
торов ческого смешения будут зависеть от размера, формы и веса со-
В горизон. оружения, а также от того, насколько прочно оно связано с осно-
риближение ванием. При определении реакции сооружения имеют значение,
ния фронта как это будет показано ниже, и другие характеристики соору-
ис. Ш. жения.
о 111.51. Когда сооружение оказывается полностью охваченным
у ширннв ударной ‘волной (рис. 111.49,г или 111.49, и), разница в давлении,
испытываемом противоположными стенками сооружения, упадет

почти до нуля, так как со всех сторон здания давление оказы-

вается приблизительно одинаковым. Однако, поскольку это дав-

ление остается больше окружающего атмосферного давления

В (оно будет больше, пока не прекратится действие фазы сжатия

ударной волны), на здание будет действовать нагрузка всесто-
роннего сжатия. В сооружении, не имеющем проемов, действие
этой нагрузки прекратится только тогда, когда избыточное давле-
ние упадет до нуля.

11.59. Степень разрушения сооружения при обтекании его
ударной волной будет определяться величиной нагрузки и продол-
жительностью ее действия. Величина нагрузки зависит от макси-
мального избыточного давления во фронте ударной волны, которое,
следовательно, является важным фактором. Если рассматриваемое
сооружение не имеет проемов, как это условно принималось выше,

нагрузки обтекания грубо будет

ля прохождения ударной волны

от передней до задней стенки сооружения. Таким образом, размеры

сооружения будут влиять на длительность действия нагрузки обте-

кания. Для здания длиной 95 м нагрузка обтекания будет действо-

вать приблизительно 0.1 секунды. Для объектов, подобных телеграф-

ы ным столбам и дымовым трубам, время обтекания настолько мало,
об что действием нагрузки обтекания можно пренебречь.

то продолжительность действия
равна времени, которое требуется д

ЯДЕРНЫЙ ВЗРЫВ В ВОЗДУХЕ И ЕГО ДЕЙСТВИЕ _

11.53. Если в здании, подвергаюн я деиствию ударной вол-
ны, имеется много отверстий или если окна, двери и панельные
элементы этого здания очень легко разрушаются, то произойдет
быстрое выравнивание давления внутри и снаружи сооружения,
Это приведет к уменьшению разницы в давлении в процессе обте.
кания. В результате нагрузка обтекания, действующая на соору-
жение, уменьшится, хотя нагрузка на внутренние стены и перего-
родки будет больше, чем для здания, совершенно не имеющего
проемов или имеющего малое количество проемов. Далее, если
здание будет иметь много проемов, то после окончания процесса
обтекания не произойдет всестороннего сжатия, возникающего
вследствие того, что давление снаружи здания больше, чем внутри.

Нагрузка торможения

11.54. В течение всей фазы сжатия ударной волны (и корот-
кого промежутка времени после нее) сооружение будет испыты-
вать нагрузку от скоростного напора (нагрузку торможения), воз-
никающего вследствие движения массы воздуха позади фронта
ударной волны. Подобно нагрузке обтекания, нагрузка торможе-
ния (особенно в дальней зоне) представляет собой сдвигающую
силу, приложенную к сооружению или объекту, подвергающемуся
воздействию ударной волны.

11.55. За исключением случаев, когда
очень мощной, скоростной напор,
стенку сооружения, значительно мень
ного давления (см. табл. Ш... Одн
напора может оказывать воздействие

т на рас-
р центра составляет около 2 секунд. С другой
стороны, нагрузка обтекания даже для большого сооружения дей.
ствует только в течение малой доли секунды.
111.56. Действие нагрузк
составляет важную особен

рузкам от
скоростного напора. Это объясняется тем, что при взрыве обычной

бомбы ударная волна имеет значительно меньшую продолжитель-
ность действия, измеряемую несколькими тысячными долями се-
кунды. При ядерных взрывах вследствие увеличения длительности
фазы сжатия Ударная волна производит больше разрушений, чем
можно было бы ожидать, если исходить только из величины мак-
симального избыточного давления.

двигающую
›гающемуся

а является

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ УДАРНОЙ ВОЛЕ

‚ СООРУЖЕНИЯМИ ЭР

Характеристики сооружений и нагрузки, создаваемые
воздушной ударной волной

‚11.57. При рассмотрении вопросов устойчивости сооружений к
действию нагрузок от взрыва с точки зрения количественных со-
отношений (см. главу УТ) или с точки зрения качественного ана-
лиза (последние вопросы рассматриваются в данной главе) со-
оружения целесообразно разделить на две категории, а именно:
на сооружения, чувствительные к нагрузке обтекания, и на соору-
жения, чувствительные к нагрузке торможения. Однако следует под-
черкнуть, что такое разделение вводится для того, чтобы упростить
рассмотрение сложных процессов взаимодействия объектов с удар-
ной волной. Хотя и справедливо, что одни конструкции реагируют
главным образом на нагрузки обтекания, а другие на нагрузки
торможения, в действительности же все сооружения будут реаги-
ровать на нагрузки того и другого типа. Роль каждого типа на-
грузок будет зависеть от типа конструкции, а также от характе-
ристик ударной волны. Это следует иметь в виду при последующем
рассмотрении вопросов действия ударной волны на сооружения.

11.58. Большие здания, имеющие сравнительно небольшие
оконные и дверные проемы и прочные наружные стены, чувстви-
тельны главным образом к нагрузкам обтекания. Это объяс-
няется тем, что для охвата такого здания ударной волной тре-
буется значительное время, в течение которого действует перепад
давлений на передней и задней стенах здания. Примером соору-
жений, на которые воздействует главным образом нагрузка обте-
кания, являются многоэтажные здания с железобетонными карка-
сами, имеющие небольшие оконные проемы, большие многоквар-
тирные дома с несущими стенами и жилые здания с деревянными
каркасами.

111.59. Так как даже для больших сооружений время действия
нагрузки обтекания составляет лишь некоторую долю продолжи-
тельности действия ударной волны, то длительность последней не
будет иметь какого-либо существенного влияния на разрушения.
Другими словами, ударная волна большой продолжительности дей-
ствия не будет оказывать значительного влияния на величину ре-
зультирующей нагрузки (или на степень разрушения) в процессе
обтекания сооружения. Поэтому сооружения, чувствительные к на-
грузкам обтекания, реагируют главным образом на изменение ма-
ксимального избыточного давления ударной волны; непосредствен-
но же величина нагрузки обтекания определяется в основном вели-
чиной давления отражения, которое может в несколько раз пре-
вышать избыточное давление падающей ударной волны (см.
$ 1:81).

11.60. Если давление на различные части сооружения (или
элементы сооружения) очень быстро выравнивается, что имеет

7 Действие ядерного оружия

НЫЙ ВЗРЫВ В ВОЗДУХЕ И ЕГО ДЕЙСТВИЕ

98 ЯДЕР

место при небольших размерах и характерной форме сооружения

новенном образовании многочисленных бре.
(элемента) И еорущений, то нагрузка обтекания действует
аа Оден короткого времени. В этом Е. нае разру-
шения сооружения зависит главным образом от Е тного напора
(или силы торможения). Типичными примерами объектов, чувстви-
тельных к нагрузкам от скоростного напора, являются дымовые
трубы, телефонные столбы, радио- и телевизионные антенны, опоры
высоковольтных линий электропередач, мосты со сквозными фер-
мами и т. п. Для обтекания ударной волной одного из таких со-
оружений или составляющих его элементов требуется настолько
короткое время, что действием нагрузки обтекания можно прене-
бречь, тогда как нагрузка от скоростного напора может иметь зна-
чительную величину.

11.61. Нагрузка торможения определяется не только скоростным
напором, но также и формой сооружения (или элемента сооруже-
ния), на которое она действует. Для закругленных или хорошо
обтекаемых объектов коэффициент, учитывающий форму (или
коэффициент торможения), имеет меньшую величину, чем для не-
ровных или остроугольных сооружений (или его элементов). На-
пример, нагрузка на единицу площади телефонного столба или
дымовой трубы будет меньше, чем на единицу площади двутав-
ровой балки.

11.62. Здания с металлическим (или железобетонным) карка-
сом и легкими стенами из асбоцементовых, алюминиевых панелей
или панелей из волнистой стали чувствительны к нагрузкам
торможения, так как их стены разрушаются при сравнительно низ-
ком избыточном давлении. Это разрушение, сопровождаемое вы-
равниванием давления, происходит сразу же по достижении удар-
нои волной сооружения, так что каркас подвергается действию
сравнительно небольшой нагрузки обтекания. Повреждения кар-
каса и узких элементов сооружения, например колонн, балок и
ферм, вызываются тогда силой скоростного напора.

11.63. Для сооружений, которые в основном подвержены дей-
ствию сил, вызываемых скоростным напором, или которые быстре
становятся чувствительными к таким силам в результате воздей-
ствия ударной волны, степень повреждения определяется как ве-
личиной этих сил, так и длительностью их действия. Таким обра-
зом, степень повреждения зависит от-времени действия фазы сжа-
тия, а также от величины избыточного давления, от которого за-
висит скоростной напор. Следовательно, для данной величины ма-
ксимального избыточного давления сооружения, чувствительные
к нагрузкам от скоростного напора, получают больше поврежде-
ний при более мощном взрыве, чем при взрыве меньшей мощности,

ввиду большей длительности фазы сжатия при взрыве более мощ-
ной бомбы, Е

Ц“

|

ини

|
|
|
|

двутав-

карка-
панелей
‚грузкам
ЬНО НИЗ-
мое вы:
ти удар

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ УДАРНОЙ ВОЛНЫ С СООРУЖЕНИЯМИ

Радиусы зон разрушения сооружений

Правила вычисления

11.64. Радиус (или площадь) зоны разрушения определенной
степени зависит, конечно, от мощности взрыва, а также от его вы-
соты. Как будет показано в соот ветствующем разделе данной
главы ($ 11.78 и далее), закон подобия позволяет установить зави-
симость между расстоянием, на котором максимальное избыточное
давление приобретает определенную величину, и мощностью
взрыва. Это в.свою очередь дает возможность для сооружений,
разрушающихся главным образом от действия нагрузки обтекания,
когда главным фактором, определяющим устойчивость сооружения
к действию ударной волны, является максимальное избыточное
давление, легко оценить радиус зоны, в которой сооружения этого
типа не будут разрушены при взрыве данной мощности.

11.65. При эквивалентных высотах взрыва (см. $ 11.27, а также
$ 11.87) радиусы зон разрушения для определенного типа соору-
жений, чувствительных к нагрузкам обтекания, увеличиваются про-
порционально корню кубическому из тротилового эквивалента,
а площади зон разрушения — пропорционально тротиловому экви-
валенту в степени */з. Это означает, например, что увеличение тро-
тилового эквивалента в 1000 раз приведет к увеличению радиуса
зоны разрушений сооружений указанного типа примерно в 10 раз.
При этом площадь зоны разрушений увеличится примерно в
100 раз.

11.66. В тех случаях, когда степень разрушения сооружений
в какой-то мере зависит и от нагрузок торможения, действующих
в течение всей фазы сжатия ударной волны, кроме максимального
избыточного давления, важное значение имеет длительность этой
фазы. Чем больше мощность бомбы, тем больше расстояние от
центра взрыва, на котором максимальное избыточное давление
имеет заданную величину, и тем больше время действия фазы сжа-
тия при данном избыточном давлении. Поскольку с увеличением
времени действия давления данной величины увеличивается разру-
шение, вызванное действием сил торможения, то разрушения
одного и того же типа будут наблюдаться в области более низкого
избыточного давления. Поэтому для сооружений, чувствительных
к нагрузкам торможения, радиусы разрушений увеличиваются в
большей степени, чем по правилу кубического корня для сооруже-
ний, чувствительных к нагрузкам обтекания. Другими и
в результате увеличения тротилового эквивалента бомбы в 000 раз
радиус зоны разрушений данного типа для сооружений, чувстви-
тельных к нагрузкам торможения, увеличится более чем в 10 раз,
а площадь зоны разрушения — более чем в 100 раз,

7*

ЯДЕРНЫЙ ВЗРЫВ В ВОЗДУХЕ И ЕГО ДЕЙСТВИЕ

УСТОЙЧИВОСТ
АКТОРЫ, ОКАЗЫВАЮЩИЕ ВЛИЯНИЕ НА х
"^- СООРУЖЕНИЙ К ДЕЙСТВИЮ ВЗРЫВА

Прочность и масса

11.67. Устойчивость сооружений к воздействию ударной ВОЛНЫ,
образующейся при ядерном взрыве, зависит от свойств этих соору-
жений. К этим свойствам относятся прочность сооружения и его
масса, общее конструктивное решение сооружения и пластичность
материалов, из которых изготовлены элементы сооружения.

11.68. Основным критерием. для оце
ния к действию ударной волны являет

ми каркасами. Наименее проч-
являются некоторые промышленные сооруже-
каркасы и большие пролеты.

ющей нагрузки ударной волны. Как будет по-

ующих параграфах, при усилении сооружений
этого типа стальным каркасом значительно увеличивается их проч-
НОСТЬ.

Влияние конструкции сооружений

11.71. За исключением районов, где возможны довольно силь-
ные землетрясения, сооружения в Соединенных Штатах, как пра-
вило, рассчитаны на то, чтобы выдерживать горизонтально направ-
ленные нагрузки только от ветра средней силы. При расчете соору-
жений такие нагрузки рассматриваются как статические (не изме-

няющиеся. во времени), так как естественные ветры усиливаются
сравнительно медленно и являются довольно устойчивыми. Однако

ФАКТОРЫ, ОКАЗЫВАЮЩИЕ ВЛИЯНИЕ НА УСТОЙЧИВОСТЬ СООРУЖЕНИЙ 101

горизонтальная нагрузка, создаваемая ударной волной ядерного
взрыва, носит скорее динамический, чем статический характер; эта
нагрузка действует в течение короткого промежутка времени, при-
мерно около секунды. Инерция, определяемая массой сооружения
или его частей, является важным фактором, который следует учи-
тывать при оценке устойчивости сооружения к горизонтальной ди-
намической нагрузке, хотя этот фактор не имеет существенного
значения при статической нагрузке.

11.72. Из существующих типов сооружений, вероятно, меньше
всего будут повреждены ударной волной те типы, которые рассчи-
таны на воздействие землетрясений и которые способны выдержи-
вать боковые нагрузки, равные приблизительно 10% от их веса.
Такие сооружения, усиленные прочными внутренними поперечными
стенами и не имеющие разрывов в соединениях (что обеспечивает
их дополнительную жесткость), смогут противостоять без серьез-
ных повреждений действию значительных горизонтальных сил.

Влияние пластичности

1.73. Пластичность означает способность материала или со-
оружения неупруго поглощать. энергию, не разрушаясь. Другими
словами, чем больше пластичность, тем больше способность соору-
жения противостоять’ действию разрушающих сил. Хрупкие мате-
риалы имеют плохую пластичность и легко разрушаются.

1.74. Здесь целесообразно рассмотреть две основные стороны
пластичности. Если приложенная к материалу нагрузка вызывает
в нем деформацию, что имеет, например, место при атомном взры-
ве, то первоначальная деформация является упругой; если материал
за время действия нагрузки находится в области упругих дефор-
маций, то после снятия нагрузки он приобретает свою первона-
чальную форму. Однако если напряжения, возникающие в резуль-
тате приложения нагрузки, достаточно велики, то материал пере-
ходит в зону пластических деформаций. В этом случае материал
после снятия нагрузки не восстановит полностью своей первона-
чальной формы, хотя разрушения еще не произойдет. Только когда
напряжения достигают предела прочности, происходит разрушение.

11.75. В идеальном случае, для того чтобы сооружение могло
быть устойчивым к действию ударной волны, оно должно обладать
максимальной упругостью. К сожалению, строительные материалы,
вообще говоря, не способны поглощать много энергии в области
упругой деформации, хотя многие обычные материалы могут погло-
щать, не разрушаясь, большое количество энергии в области пла-
стических деформаций. Следовательно, проблема конструирования
сооружений, устойчивых к действию ударной волны, заключается
в определении допустимой величины пластической деформации,
при которой сооружение не подвергнется разрушению. Величина
допустимой деформации, конечно, будет зависеть от характера н

102

ЯДЕРНЫЙ ВЗРЫВ В ВОЗДУХЕ И ЕГО ДЕЙСТВИЕ

назначения сооружения. Безусловно, деформация, приводя
полному разрушению сооружения, неприемлема, но несколько
шая деформация, не приводящая к разрушениям, которые
серьезно препятствовать дальнейшему использованию соору
может рассматриваться как допустимая.

11.76. Очевидно, что строительные материалы, предназначенные

| для сооружений, способных противостоять действию Ударной вол- |
ны, должны обладать пластичностью. Этим свойством в полной
мере обладают конструктивная сталь и стальная арматура. Они
способны поглощать большое количество энергии ударной волны,
не разрушаясь, и таким образом уменьшать возможность разру-
шения сооружения, в котором они используются. Кроме того, сталь
имеет то преимущество, что ее предел упругости при динамиче- |
ских нагрузках выше, чем при статических.

1.77. Бетон сам по себе не является пластичным материалом,
но при применении его вместе со сталью, например в железобетон-
ных конструкциях, пластичность стали становится, как правило,
свойством конструкции в целом. Следовательно, сооружение из же.
лезобетона будет обладать значительной пластичностью, а значит, |
и сопротивляемостью по отношению к воздействию ударной волны.
Кирпичные или каменные стены без усиления их каркасом совер-

шенно не обладают пластичностью и, как указано выше, легко в
разрушаются.

щая к
мень-
будут

жения,

ПАРАМЕТРЫ ВОЗДУШНОЙ УДАРНОЙ ВОЛНЫ

Свойства воздушной волны у поверхности

11.78. В предыдущих разделах данной главы была рассмотрена
качественная картина образования и развития ударной волны.
Последующие разделы будут посвящены анализу некоторых коли- :
чественных сторон действия ударной волны в воздухе 2.

Основные соотношения между параметрами ударной волны.

у имеющей резко выраженный фронт, на котором происходит разрыв
непрерывности давления, получаются из условий Ренкина — Гюго.
нио, вытекающих из законов сохранения массы, энергии и количе- |
ства движения для фронта ударной волны. Эти условия вместе
с уравнением состояния среды (воздуха) позволяют вывести необ-
ходимые зависимости, связывающие скорость движения фронта | ЗА
Ударной волны, скорость движения массы воздуха за фронтом, | Ре Мен

—=————.—.._—-.—-

Н |
избыточное давление, скоростной напор и плотность воздуха во мал а
фронте идеальной ударной волны. мото
} 1.79. Свойства ударной волны в ближней зоне ее распростра- |
| нения (в области регулярного отражения) достаточно сложны и за: |
| 1 Этот раздел при чтении данной главы может быть опущен. й И,
2 Вопросы, связанные с определением величины нагрузок и деформаций, об- 86

разующихся от действия ударной волны, будут рассмотрены в главе \|,

ПАРАМЕТРЫ ВОЗДУШНОЙ УДАРНОЙ ВОЛНЫ 103

висят от угла падения волны и ее энергии. При контактном взрыве,
когда образуется только одна полусферическая (слившаяся) волна,
как это указано в $ 11.29, и в зоне нерегулярного отражения удар-
ной волны (ниже траектории тройной точки) при воздушном
взрыве, различные характеристики фронта ударной войны связаны
уравнениями Ренкина — Гюгонио. Именно для этих условий, когда
имеется лишь один фронт ударной волны, возможно получить сле-
дующие результаты.

11.80. Скорость ударной волны И и массовая скорость движе-
ния (или максимальная скорость потока воздуха за фронтом удар-
ной волны) и определяются уравнениями:

1/2
(1+)

> 5
Е.
Е т бр 12,
| +78)
где р — максимальное избыточное давление во фронте ударной
волны; р
Р, — давление окружающего воздуха перед фронтом ударной
волны; :

С, — скорость звука в окружающей атмосфере (впереди фронта
ударной волны).
Плотность воздуха р за фронтом ударной волны связана с плот-
ностью воздуха окружающей атмосферы ро выражением

бр

ей, и =
аль.
Ро И
7+ >

Скоростной напор 4 определяется выражением

1
ЧЕ = 2.

Заменяя р и и соответствующими выражениями из уравнений
Ренкина — Гюгонио, получаем выражение для величины макси-
мального скоростного напора

р
Я 2 ТР +р`

Изменение скорости распространения ударной волны, скорости
частиц воздуха (или максимальной скорости потока массы воз-
духа) и скоростного напора в зависимости от максимального избы-
точного давления показано графически на рис. 11.80,

Еее чи тя ЗК ЕНЕЕСИЧАЕТЕУЕИНИНЕНУ

104 ЯДЕРНЫЙ ВЗРЫБ В ВОЗДУХЕ И ЕГО ДЕИСТВИВ

11.81. Если направление распространения ударной волны пер-
пендикулярно лобовой поверхности сооружения, то при достижении
волной этой поверхности мгновенная величина избыточного давле.
ния отражения р, определяется из равенства

о. УР, 4р
= Эр (р). (1.81.1)

г
$

5 м о

[
ы Скорость Ударной! =
х $
8 ©
$ 305 = |- 0,105 $
5]

= © <
о

Е 2 30.483
Е > -
а. <
в 102,0. |- 0282

© Е =
- [5] =
з о Е
Г 80 Зои ©
З ы &
5 х <
= <> 5

0,070 3,05
0,070 0141 0,282 0,493 0705 14 2,82 4,93 7,05

Максимальное избыточное давление 8 кг/см?

0,007

Рис. Ш.80. Зависимость параметров ударной волны во фронте
от величины максимального избыточного давления

ПАРАМЕТРЫ ВОЗДУШНОЙ УДАРНОЙ ВОЛНЫ

Из этого выражения можно видеть, что величина р: прибли-

жается к величине 8р для больших значений избыточного давле-
ния в падающей ударной волне (сильные волны) и стремится к 2р
для малых значений избыточного давления (слабые волны). Кри-
вая, показывающая изменение мгновенной величины давления в от-
раженной ударной волне в зависимости от величины максималь-
ного избыточного давления в падающей ударной волне, также при-
ведена на рис. 11.80.

11182. Уравнения, приведенные в $ 1.80, определяют макси-
мальные величины различных. параметров во фронте ударной волны.
Однако, как было показано выше, избыточное давление и скорост-
ной напор уменьшаются во времени, хотя и в разной степени.
Во многих случаях изменение избыточного давления во времени
в данной точке за фронтом ударной волны может быть представ-
лено простым эмпирическим выражением

=) Е (1.82.1)
5 +

где р(Р)— избыточное давление в любой момент времени { после
прихода фронта ударной волны в данную точку;
р— максимальное избыточное давление;
#,— продолжительность фазы сжатия ударной волны.

Это выражение представлено графически на рис. 1.82, где
«приведенное» избыточное давление, т. е. давление в любой мо-
мент времени, отнесенное к максимальному избыточному давле-
нию, изменяется в зависимости от приведенного времени, т. е. вре-
мени, отнесенного к продолжительности фазы сжатия. Следует от-
метить, что в случае взаимодействия ударной волны с сооружением
это выражение можно использовать для определения нагрузок от
ударной волны.

111.83. Подобное эмпирическое выражение для определения ве-
личины скоростного напора в любой момент времени после при-
хода фронта ударной волны имеет вид

, $ \2 жи
аа

+ ,
где 9(1)— скоростной напор в любой момент времени Ё после
прихода фронта ударной волны в данную точку;
4— максимальный скоростной напор.

Графически это выражение предетавлено на рис. 11.82.

11.84. Другим важным параметром, определяющим степень
разрушения, вызванного действием ударной волны, является им-
пульс, который учитывает продолжительность действия фазы сжа-
тия: и изменение избыточного давления в течение этого времени.
Величина импульса может быть ‚определена как суммарная пло-
щадь, расположенная под кривой изменения избыточного давления

—ь ИЕ. И

—————=—Ш—ЙЩ0ы——4ы.--

ДУХЕ И ЕГО ДЕЙСТВИЕ

В З
6 ЯДЕРНЫЙ ВЗРЫВ В ВО
106

0,6

(+- уе

нь — А
0 0,2 0,4 0,6 0,8 10
Приведенное время ( #)

Приведенные давление

Рис. 11.82. Зависимость приведенных избыточного давления
и скоростного напора от приведенного времени

во времени для данной точки, показанной на рис. 11.82. >.
тельно, удельный импульс избыточного давления фазы сжатия

(приходящийся на единицу площади) может быть представлен
в виде интеграла

+
1=| ^р(04,
0

гдер (1) может быть вы
мости (1.82.1). Импуль
быть определен при пом
Р (#) заменено на 9 (#.
11.85. Для вычисления па
щейся при ядерном вз

ражено аналитически при помощи _—
с скоростного напора фазы сжатия може
ощи аналогичного выражения, в котором

раметров ударной волны, образую-

рыве любой заданной мощности, исполь-
зуется закон подобия; при этом должны быть известны соответ-
ствующие параметры взрыва бомбы другой мощности. При тт
мощи этого закона можно выразить в простой форме изменени
величин для большого диапазона мощностей. Одним из применяе-
мых для этого методов, который будет приведен ниже, является
построение кривых, показывающих, как для бомбы с тротиловым
эквивалентом | тыс. т изменяются различные параметры ударной
ВОЛНЫ у поверхности © увеличением расстояния от центра взрыва.
Имея эти зависимости и используя закон подобия, можно легко

=> -

‚ледова:
жатия |
ставлей

ПАРАМЕТРЫ ВОЗДУШНОЙ УДАРНОЙ ВОЛНЫ 107

определить параметры ударной волны для взрыва бомбы любой
заданной мощности.

111.86. Теоретически данное давление будет иметь место на та-
ком расстоянии от центра взрыва, которое пропорционально куби-
ческому корню из тротилового эквивалента. Испытания показали,
что эта зависимость между расстоянием и тротиловым эквивален-
том справедлива для бомб с тротиловым эквивалентом порядка
миллионов тонн. Таким образом, правило кубического корня мо-
жет быть с уверенностью применено для взрывов с широким диа-
пазоном мощностей. Согласно этому закону, если Бо представляет
расстояние от’ эталонного взрыва с тротиловым эквивалентом
№. тыс. т, на котором избыточное давление или скоростной напор
имеют определенную величину, то для всякого другого взрыва
с тротиловым эквивалентом № тыс. т давление той же величины
будет действовать на расстоянии О, определяемом из выражения

>= (а. (1.86.1)

Как указывалось выше, в качестве эталонной бомбы удобно вы-
брать бомбу с тротиловым эквивалентом в 1 тыс. т; при этом
И, = 1. Тогда из уравнения (1.86.1) следует

р=р, №", (Ш. 86.2)

где До — расстояние от центра взрыва бомбы с тротиловым экви-
валентом | тыс. т.

Следовательно, если задано расстояние О, то можно вычислить
мощность взрыва, который вызовет данный эффект, т. е. макси-
мальное избыточное давление определенной величины. Или наобо-
рот, если известна мощность взрыва №, то соответствующее рас-
стояние ) может быть получено из выражения 11.86.2.

111.87. При сравнении воздушных взрывов различной мощности
целесообразно ввести приведенную высоту взрыва, определяемую
соотношением:

действительная высота взрыва
приведенная высота взрыва = я, *

№

Отсюда легко можно видеть, что для взрывов различной мощ-
ности, имеющих одну и ту же приведенную высоту взрыва, закон
кубического корня может применяться как для определения рас-
стояний от эпицентра, так и для определения расстоянии от центра
взрыва. Например, если 4 представляет собой расстояние от эпи-
центра, на котором избыточное давление (или скоростной напор)
имеет определенную величину при взрыве с мощностью в ф тыс. т
то для взрыва мощностью У тыс. т то же самое давление будет
наблюдаться на расстоянии, определяемом выражением

а=4 18, (1.87.1)

108 ЯДЕРНЫЙ ВЗРЫВ В ВОЗДУХЕ И ЕГО ДЕЙСТВИЕ

На

Это выражение можно применять в тех же случаях, которые
указаны в предыдущем параграфе; следует иметь только в виду,
что расстояния в данном выражении измеряются от эпицентра,
а не от центра взрыва.

1.88. Закон подобия может быть также применен к времени
прихода фронта ударной волны в данную точку, продолжительно-
сти фазы сжатия и величине импульса. Соотношения этих вели-
чин могут быть выражены в следующей форме:

Е СОЗасЕЕ И 1 а и |113
пы =, г Г = (5)

где &— время движения ударной волны до данной точки или про-
должительность фазы сжатия;

— импульс избыточного давления в фазе сжатия, относя-
щийся к взрыву эталонной бомбы с тротиловым эквива-
лентом Шо;

Ри /— время и импульс, которые относятся к любому взрыву
мощностью ; .
4 и 4— расстояния от эпицентра взрыва.

Если ’=1 тыс. т, то различные величины будут связаны ме-
жду собой следующим образом:

=" на расстоянии 4 = 4, №8
и 1=1 №" ва расстоянии 4= 4) "А.

Примеры использования вышеприведенных выражений будут
даны ниже.

Поправки, учитывающие влияние высоты

11.89. Вышеприведенные выражения применимы для совер-
шенно однородной атмосферы, т. е. когда давление и температура
окружающего воздуха в районе взрыва и цели являются одинако-
выми для каждого случая. Если же условия в окружающей атмо-
сфере не одинаковы для двух сопоставляемых взрывов, то должны
быть внесены поправки, о чем указывалось в $ 111.39. Ниже дано
общее выражение, учитывающее возможность того, что абсолют-
ная температура Т и давление окружающего воздуха Р не равны
соответствующим величинам То и Ро, относящимся к взрыву эта-
лонной бомбы (тротиловый эквивалент — | тыс. т).

Для избыточного давления

Б
РР

где ри ро — соответствующие величины избыточного давления на
заданном расстоянии.

1 Ме-

удут

ПАРАМЕТРЫ ВОЗДУШНОЙ УДАРНОЙ ВОЛНЫ

Тогда исправленное расстояние для заданного давления опре-
делится выражением |

1/3
ая а
а=4 (2) ;
время прихода ударной волны в данную точку или продолжитель-
ность фазы сжатия на соответствующем приведенном расстоянии
определяется зависимостью

Зо ГР т
= (2) (9)

11190. Можно заметить, что, когда Т = То и Р=Рь, эти выра-
жения превращаются в соответствующие равенства, приведенные
в $ 11.86 и $ 11.87 для одинаковых условий. Как правило, вели-
чины параметров ударной волны эталонного взрыва (которые бу-
‘дут приведены ниже) даются для стандартной атмосферы на уровне
моря, где Ро равно 1,03 кг/см? и температура. 15° С или То = 288? К.
Как отмечено выше в $ 1Ш.39, для взрывов на высоте до 1500 м
над уровнем моря эти поправки имеют небольшую величину (не бо-
лее нескольких процентов).

Стандартные кривые и вычисление парамётров ударной
волны

Ф

111.91. Для оценки степени разрушений, которые можно ожи-
дать на определенном расстоянии от центра взрыва данной мощ-
ности, необходимо определить параметры ударной волны, изменяю-
щиеся в зависимости от времени и расстояния. Поэтому в дополне-
ние к уже приведенному выше общему анализу здесь даются
типовые кривые различных параметров ударной волны, образую-
щейся при ядерном взрыве в воздухе. Эти кривые показывают из-
менение максимального избыточного давления, максимального
скоростного напора, времени прихода волны в заданную точку,
продолжительности фазы сжатия и импульса избыточного давле-
ния в зависимости от расстояния до эпицентра как для наземного
(надводного) взрыва, так и для типичного воздушного взрыва.
Для воздушного взрыва дается также кривая, показывающая из-
менение траектории тройной точки, т. е. высоты головной ударной
волны в зависимости от расстояния до эпицентра взрыва.

1.92. При помощи этих кривых можно установить величины
параметров ударной волны у поверхности земли; полученные дан-
ные могут быть использованы для определения нагрузок, дей-
ствующих на определенные сооружения, а также для оценки устой-
чивости этих сооружений к действию различных нагрузок. Следует
отметить, что эти данные характеризуют поведение ударной волны
при средних условиях над плоской поверхностью на уровне моря.
Величины максимального избыточного давления и скоростного на-
пора можно рассматривать как основные данные, используемые

110 ЯДЕРНЫЙ ВЗРЫВ В ВОЗДУХЕ И ЕГО ДЕЙСТВИЕ.

при оценке разрушающего действия ударной волны (подробно об

этом сказано в гл. \У]).

Ш.93. Типовые кривые характеризуют ударную волну, образую-
щуюся при взрыве ядерного заряда, имеющего тротиловый эквива.-
лент | тыс. т. Примеры, показывающие использование этих кри-
вых, будут даны ниже, рядом с соответствующей кривой. Для
упрощения вычислений на рис. 111.93 приведен график, позволяю-
щий находить значения кубического корня из величины тротило-
вого эквивалента, требующиеся при применении закона подобия.

11.94. На рис. 1.94а показано изменение максимального избы-
точного давления в зависимости от расстояния от центра назем-
‘ного (надводного) взрыва мощностью в 1 тыс. г, а на рис. 111.946
эта зависимость относится к типичному воздушному взрыву той же
мощности. Для полноты картины на рис. 11.94а дается также кри-
вая избыточного давления во фронте падающей ударной волны
(избыточное давление в так называемой «безграничной атмо-
сфере»), построенная в предпо
взрыв мощностью тыс. тэ
волны высокому воздушному
как произошло какое-либо от

феры)
от центра взрыва.
На рис. 1Ш.94в показано изменение
волны (опр

кривые, характеризующие изменение

льных составляющих скоростного напора в зависимости

ния до эпицентра наземного (надводного) и типичного

© взрыва ядерного заряда с тротиловым эквивалентом

. Вертикальная составляющая скоростного напора имеет

значение только для ближней зоны в случае воздушного ядерного

взрыва, в остальных случаях она составляет незначительную вели-

чину и ею можно пренебречь. Так как на графике указана вели-

чина только горизонтальной составляющей, то скоростной напор

в ближней зоне распространения Ударной волны для взрыва в воз-

духе начиная с некоторого расстояния от эпицентра взрыва умень-
шается по мере уменьшения этого расстояния.

11.96. Зависимость времени прихода фронта ударной волны
в заданную точку и продолжительности фазы сжатия ударной
волны от расстояния до эпицентра для наземного (надводного)

_ПАРАМЕТРЫ ВОЗДУШНОЙ УДАРНОМ ВОЛНЫ 111

бь взрыва бомбы с тротиловым эквивалентом в 1 тыс. т и типичного
м ь воздушного взрыва той же мощности показана на рис. 11.96.
о К, 11.97. Наконец, на рис. 1.97 представлен график изменения
о 1000 1000 000 (1.000 МТ)
о № 700
а ГИ 700 000
36,
Наза, 400 400 000
“11%
У ТОЙ же
КЖе Кр 200 200.000
Й ны ||
й атм. [2]
ВОДНЫЙ 8 100 ЕЕ 100 000 (100 мт)
ударной < 9 Е
ДО ОГ з Е И ПИН 8 С .
жи Е Е 8 ОИ В Е
и, 5 м НА ННЕЕАА: $
орая при Е: ыы <
а Зы НАНТ :
мируется 5
ЗИ в ГПН .
(для 063 Е <
альности в з
Е 5
ЕАРНН
>
З
5
5
ыы

ВЕН
РАНИТАСЕТТ

Гомо

ы -2 4 11 40 10 00
Дубические корни из и эквивалентов (№ }

Рис. Ш.93. Значение кубического корня из величин тротиловых
эквивалентов

величин импульсов избыточного давления в фазе сжатия и ско-
ростного напора в зависимости от расстояния до центра (эпицентра)
наземного (надводного) и типичного воздушного взрыва ядерного

ПАРАМЕТРЫ ВОЗДУШНОЙ УДАРНОМ ВОЛНЫ 113

Кривые (рис. П1.94а) показывают изменение максимального
избыточного давления в зависимости от расстояния для наземного
(надводного) взрыва с тротиловым эквивалентом | тыс. ти для
воздушного взрыва той же мощности в безграничной атмосфере
(кривая для воздушного взрыва построена на основе допущения об
удвоении мощности (см. $ 11.94) в условиях стандартной атмо-
сферы).

Для тротиловых эквивалентов, не равных 1 тыс. т, расстояние,
на котором наблюдается ударная волна с избыточным давлением
данной величины, изменяется пропорционально корню кубиче-
скому из величины тротилового эквивалента согласно выражению

а=а,\"®,

где для заданной величины избыточного давления
4, — расстояние от места взрыва бомбы с тротиловым эквива-
лентом 1 тыс. т;

4 — расстояние от места взрыва бомбы мощностью тыс. т.

Пример. Дано: бомба с тротиловым эквивалентом 1 млн. т
взорвана на поверхности.

Определить расстояние, на котором будет наблюдаться из-
быточное давление, равное 0,14 кг/см”.

Решение: Из рис. 1.93 находим, что корень кубический из
1000 равен 10. Из рис. 111.94а устанавливаем, что максимальное из-
быточное давление 0,14 ке/см? наблюдается на расстоянии
0,86 км от центра наземного (надводного) взрыва мощностью
в | тыс. т. Поэтому для наземного (надводного) взрыва бомбы
с тротиловым эквивалентом 1 млн. т это расстояние будет состав-
лять

а—а\'8=0,86 Х 10= 8,6 км.
0

8 Действие ядерного оружия

ЯДЕРНЫЙ ВЗРЫВ В ВОЗДУХЕ И ЕГО ДЕЙСТВИЕ.

——__

у
;
}

на ваты

Мансимальное избыточное давление 8 кг/см?

ЕРЕЛАИ

ПЕ
]

| НН

ПОЛА ВИАИА

010 0,13 016 0,24 0,32 0,40 048 0.64 0,80 0,97 1,131,291451,68
Расстояние от эпицентра взрыва В км

ый о о бавьыа

Рис. Ш.946. Изменение максимального избыточного давления на
поверхности земли при воздушном взрыве ядерного заряда
с тротиловым эквивалентом 1 тыс. ш

ПАРАМЕТРЫ ВОЗДУШНОМ УДАРНОЙ ВОЛНЫ 15

Кривая (рис. П1.946) показывает изменение максимального из-
быточного давления на поверхности земли в зависимости от рас-
стояния от эпицентра типичного воздушного взрыва бомбы с тро-
тиловым эквивалентом в | тыс. т в условиях стандартной атмо-
сферы при средних условиях на поверхности.

Для ядерных взрывов любой мощности расстояние, на котором
наблюдается избыточное давление заданной величины, изменяется

пропорционально корню кубическому из величины мощности взры-
ва, т. е.

а= 4,\!®,

где для заданного максимального избыточного давления
4 — расстояние от эпицентра взрыва бомбы с тротиловым экви-
валентом | тыс. т;

4 — расстояние от эпицентра взрыва бомбы мощностью тыс. т.

Пример. Дано: произведен типичный воздушный взрыв с тро-
тиловым эквивалентом в | млн т.

Определить расстояние от эпицентра взрыва, на котором
будет наблюдаться избыточное давление 0,57 кг/см?.

Решение: Из рис. 11.93 находим, что корень кубический из
1000 равен 10. Из рис. П1.94в устанавливаем, что максимальное
избыточное давление 0,57 кг/см? наблюдается на расстоянии
0,45 км от эпицентра типичного воздушного взрыва бомбы с тро-
тиловым эквивалентом 1 тыс. т. Поэтому для типичного воздушного
взрыва бомбы с тротиловым эквивалентом 1 млн. т это расстояние
будет равно

а=4,! = 0,45 Х 10= 4,5 км.

8»

ЯДЕРНЫЙ ВЗРЫВ В ВОЗДУХЕ И ЕГО ДЕЙСТВИЕ

=>
вы
=

5
ь-)
Е
<
.
3
ы
5
>
3
Е
$
©
[5
Е
&
&
8
5
Е
о
<]
<

0,6 0,32, 0,48 0,54 0,8
Расстояние от эпицентра Взрыва в км
Рис. Ш.94в. Изменение высоты фронта головной ударной

волны (траектория тройной точки) при воздушном взрыве
ядерного заряда с тротиловым эквивалентом 1 тыс. т

ПАРАМЕТРЫ ВОЗДУШНОЙ УДАРНОЙ ВОЛНЫ

Кривая (рис. 1Ш.94в) показывает увеличение высоты фронта го-
ловной ударной волны в зависимости от расстояния от эпицентра
типичного воздушного взрыва бомбы с тротиловым эквивалентом
в 1 тыс. т в условиях стандартной атмосферы при средних усло-
виях на поверхности земли.

Для тротиловых эквивалентов, не равных 1 тыс. т, высота фрон-
та головной ударной волны и расстояние от эпицентра взрыва до
начала области нерегулярного отражения изменяются пропорцио-
нально корню кубическому из тротилового эквивалента согласно
следующим выражениям:

В=0 8; а= 48,

где йо — высота фронта головной волны на расстоянии 4 от эпи-
центра взрыва бомбы с тротиловым эквивалентом 1 тыс. т;

В — высота фронта головной волны на расстоянии 4 от эпи-
центра взрыва бомбы с тротиловым эквивалентом № тыс. т.

Пример. Дано: произведен типичный воздушный взрыв с тро-
тиловым эквивалентом в | млн. т.

Определить: а) расстояние от эпицентра, на котором на-
чинается образование головной ударной волны; 6) высоту фронта
головной ударной волны на расстоянии 4,43 км от эпицентра.

Решение: а) Там, где начинается образование головной удар-
ной волны, величины Й и № равны между собой, то есть равны
нулю, так что в этом случае 4 = 4 '3. Из рис. Ш.93 находим, что
корень кубический из 1000 равен 10, а из рис. ПТ.9Э4в устанавли-
ваем, что появление головной волны при воздушном взрыве бомбы
с тротиловым эквивалентом в 1 тыс. т начинается на расстоянии
0,21 км от эпицентра. Следовательно, при взрыве в воздухе бомбы
с тротиловым эквивалентом 1 млн. т соответствующее расстояние
будет составлять

4=4 М8 = 0,21 х 10=2,1 км;

6) расстояние 4 для взрыва мощностью 1 тыс. т, соответствую-
щее расстоянию 4,43 км для взрыва мощностью 1 млн. т, равно

а 4,43

= де = = 0,443 ки.

Высоту фронта головной ударной волны на этом расстоянии от
эпицентра для воздушного взрыва бомбы с тротиловым эквивален-
том в |1 тыс. т определяем из рис. .94в; она составляет 12,2 м.
Следовательно, для типичного воздушного взрыва бомбы с троти-
ловым эквивалентом 1 млн. т соответствующая высота будет равна

в= ВМ = 12,2 Х 10 =122 м.

ии

ЯДЕРНЫЙ ВЗРЫВ В ВОЗДУХЕ И ЕГО ДЕЙСТВИЕ

8 кг/см?з

Е
ВА
НА ААЕЕТЕВ

`

&
В
5
х
3
5
&
<
5
Ъ

Максимальнь

0,32 048 0,8
Расстояние от эпицентра взрыва в нм
Рис. Ш.95. Изменение горизонтальной составляющей макси-

мального скоростного напора при взрыве ядерного заряда
с тротиловым эквивалентом | тыс, т

ПАРАМЕТРЫ ВОЗДУШНОЙ УДАРНОЙ ВОЛНЫ

119

Кривые (рис. 11.95) показывают изменение горизонтальной со-
ставляющей максимального скоростного напора в зависимости от
расстояния от эпицентра (центра) для воздушного и наземного
(надводного) взрывов бомбы с тротиловым эквивалентом в [1 тыс. т
в условиях стандартной атмосферы при средних условиях на по-
верхности земли.

Для тротиловых эквивалентов, отличных от | тыс. т, расстояние,
на которое распространяется скоростной напор заданной величины,
изменяется пропорционально корню кубическому из величины тро-
тилового эквивалента

а=а, №,

где для заданной величины максимального скоростного напора
4 — расстояние от эпицентра (центра) взрыва с тротиловым
эквивалентом | тыс. т;
4 — расстояние от эпицентра (центра) взрыва с тротиловым
эквивалентом тыс. т.

Пример. Дано: произведен наземный (надводный) взрыв
бомбы с тротиловым эквивалентом в 1 млн. т.

Определить величину горизонтальной составляющей макси-
мального скоростного напора на расстоянии 2,9 км от центра
взрыва. у

Решение: Из рис. Ш.93 находим, что корень кубический из
1000 равен 10. Тогда

4 29
4 =

—яв = 0 =0,29 км (для взрыва с тротиловым эквивален-
и

том 1 тыс. т).

Из рис. Ш.95 устанавливаем, что горизонтальная составляющая
максимального скоростного напора на расстоянии 0,29 км от цен-
тра взрыва для наземного (надводного) взрыва бомбы с тротило-
вым эквивалентом 1 тыс. 7 составляет 0,2 кг/см?. Из этого следует,
что при контактном наземном (надводном) взрыве мощностью
1 млн. т горизонтальная составляющая скоростного напора на рас-
стоянии 9.9 км от центра взрыва будет равна 0,2 кг/см?.

Ос ииииииния

ЯДЕРНЫЙ ВЗРЫВ В ВОЗДУХЕ И ЕГО ДЕЙСТВИЕ

Волны 8 сен.

к
У
©
<
©
=
Е
5
Е
©
8
©
8
ё
В
$
ё
8
>
&
5
Е
=

о
5
ох
ВИ
ИН. Я
Время прихода фронта ударно

м
Ве |
№

м.
И
ГЕ

ГА
88

0,32 0,64 0,96 128

=

‚6

Рис. Ш.96. Время прихода ф
. 11.96. ронта ударной во.
и продолжительность фазы сжатия на мы
земли при взрыве ядерного заряда с тротиловым
эквивалентом 1 тыс. т

ПАРАМЕТРЫ ВОЗДУШНОЙ УДАРНОЙ ВОЛНЫ

121

Кривые (рис. 11.96) показывают зависимость времени прихода
ударной волны в заданную точку и продолжительности фазы сжа-
тия от расстояния до эпицентра (центра) для воздушного и на-
земного (надводного) взрывов бомбы с тротиловым эквивалентом
1 тыс. 7 в условиях стандартной атмосферы при средних условиях
на поверхности.

Для тротиловых эквивалентов, отличных от 1 тыс. т, продолжи-
тельность фазы сжатия и расстояние от эпицентра пропорциональ-
ны корню кубическому из мощности взрыва:

ЕВ, д,

где & — время прихода волны в заданную точку или продолжи-
тельность фазы сжатия на расстоянии 4 при взрыве бом-
бы с тротиловым эквивалентом в ыст т
} — время прихода волны в заданную точку или продолжи-
тельность фазы сжатия при взрыве бомбы с тротиловым
эквивалентом на расстоянии 4
Пример. Дано: бомба с тротиловым эквивалентом в 1 млн. т
взорвана на поверхности.
Определить время прихода ударной волны в данную точку
и продолжительность фазы сжатия на расстоянии 8,8 км от центра
взрыва.
Решение: Из рис. Ш.93 находим, что корень кубический из
1000 равен 10. Тогда
а 8,8

== ив И 0,88 км (для взрыва с тротиловым эквивален-

том 1 тыс. т).

Из рис. 11.96 определяем, что время прихода волны в задан-
ную точку на расстоянии 0,88 км для наземного взрыва бомбы
с тротиловым эквивалентом | тыс. т составляет 1,9 секунды, а дли-
тельность фазы сжатия — 0,44 секунды. Отсюда для наземного

взрыва бомбы с тротиловым эквивалентом в 1 млн. т время прихода
волны в заданную точку равняется

= =19Х 10 = 19 секунд,
продолжительность фазы сжатия
3 = 0,44 Х 10 = 4,4 секунды.

ан

ЯДЕРНЫЙ ВЗРЫВ В ВОЗДУХЕ И ЕГО ДЕЙСТВИЕ

|
взрыва

взрыва

напора в кг сек/см?

Импульс скоростного

>
$
ЕЗ
5
©
®
х
<>
©
з
2
З
5
3
5
5
3
>
З
В
<
=

0
0,48 0,54 0,80
Расстояние от эпицентра взрыве 8 вм

Рис. Ш.97. Импульсы избыточного давления и скоростного
напора в фазе сжатия при взрыве ядерного заряда с троти-
ловым эквивалентом 1 тыс. т

ПАРАМЕТРЫ ВОЗДУШНОЙ УДАРНОЙ ВОЛНЫ -

ОЖ

НИЧЕ ИЕ о <

Кривые (рис. 111.97) показывают изменения импульсов избыточ-
ного давления и скоростного напора (горизонтальной составляю-
щей) в зависимости от расстояния от эпицентра (центра) для воз-
душного и наземного (надводного) взрывов бомбы с тротиловым
эквивалентом | тыс. т в условиях стандартной атмосферы при сред-
них условиях на поверхности.

Для тротиловых эквивалентов, отличных от | тыс. т, импульсы
и расстояния могут быть определены из следующих выражений:

1=18; а=а 9,

где /о —- импульс при взрыве мощностью 1 тыс. т на расстоянии 40;
Г — импульс при взрыве мощностью тыс. т на расстоянии 4.

Пример. Дано: произведен типичный воздушный взрыв бом-
бы с тротиловым эквивалентом | млн. т.

Определить расстояние, на котором импульс избыточного

0 кг.сек
давления фазы сжатия равняется 0,45.

Решение: ИЗз рис. 11.93 находим, что корень кубический из
1000 равен 10.

Из рис. 1.97 определяем, что расстояние от эпицентра, на ко-

тором импульс избыточного давления фазы сжатия для типичного
т кг-век

воздушного взрыва мощностью | тыс. т равен 0,04 ——», состав-

ляет 0,64 км. Для типичного воздушного взрыва мощностью

1 млн. 7 это расстояние будет равно:
а4=4М"'3 = 0,64 Х 10 =6,4 км.

|
|
|
|
|
|
|
]
}

оный

А

ГЛАВА ГУ

РАЗРУШЕНИЯ (ПОВРЕЖДЕНИЯ) СООРУЖЕНИЙ,
ВЫЗЫВАЕМЫЕ ВОЗДУШНЫМ ВЗРЫВОМ

ВВЕДЕНИЕ
Общие сведения

Г\.1. В предыдущей главе были рассмотрены общие закономер-
ности воздушного взрыва и его воздействие на сооружения. В на-
стоящей главе рассматриваются данные о характере разрушений
различных типов коммунальных и промышленных сооружений, мо-
стов и транспортных средств, вызываемых ядерным взрывом.
Часть этих данных, особенно относящихся к повреждению круп-
ных сооружений, была получена в результате обследований, про-
изведенных в Хиросиме и Нагасаки. Как известно, над каждым из
этих японских городов на высоте около 560 м были взорваны
ядерные бомбы с тротиловым эквивалентом, равным приблизи-
тельно 20 тыс. т. За последнее время много дополнительных дан-
ных по этому вопросу было получено в результате ряда ядерных
испытаний, проводившихся главным образом на полигоне в штате
Невада в Соединенных Штатах. Настоящая глава носит в основ-
ном описательный: характер; подробный анализ различных ви-
дов ‘разрушений, вызываемых ядерными взрывами, дается в
главе. 1. * -

ГУ.2. Прежде чем перейти к подробному описанию поведения
сооружений различных типов при ядерных взрывах, необходимо
обратить внимание на важнейшее различие между взрывным эф-
фектом ядерных и обычных фугасных бомб большого калибра. Со-
четание высокой величины избыточного давления, распространяе-
мого на большие расстояния, и длительности воздействия положи-
тельной фазы сжатия ударной волны, характерное для ядерных
взрывов, приводит к массовому разрушению сооружений, подобно
тому, как это наблюдается при землетрясениях. Обычный взрыв,
как правило, повреждает лишь часть крупного сооружения; удар-
ная волна ядерного взрыва воздействует на сооружения со всех
сторон и разрушает их целиком.

ГУ.3. В результате обследования японских городов, подверг“
шихся атомной бомбардировке, было установлено, что. небольшие

ВВЕДЕНИЕ 125

каменные здания, а также легкие сооружения и жилые дома в
районе взрыва были полностью уничтожены воздействием ударной
волны и последующими пожарами. У промышленных’ зданий были
сорваны крыши и разрушены стеновые панели, исковерканы сталь-
ные каркасы. Почти все постройки, находившиеся в районе взры-
вов (за исключением некоторых железобетонных сооружений, в том
числе заводских труб), были разрушены. Отдельные здания, как
будто бы под напором ветра чудовищной силы, наклонились в
сторону от эпицентра взрыва. Телефонные столбы были сломаны
на уровне земли и отброшены в сторону. вместе с проводами. Боль-
шие газгольдеры были разорваны и смяты ударной волной.

ГУ.4. Многие здания, казавшиеся издали уцелевшими, при
осмотре оказались сильно поврежденными взрывом и опустошен-
ными огнем. Пожары являются неизбежным следствием ядерных
взрывов. В ряде случаев пожары вызываются непосредственным
воздействием светового излучения ядерных взрывов. Большей ча-
стью, однако, пожары возникают вследствие опрокидывания и
разрушения печей и топок и повреждения газовых магистралей.
Значительные масштабы повреждений, вызываемых пожарами,
связаны также с разрушением водопровода, что лишает возможно-
сти вести борьбу с пожарами.

ГУ.5. В результате действия. ударной волны ядерного взрыва
на различные сооружения образуется огромное количество летя-
щих предметов: кирпичей, кусков дерева, стекла, металла и т.п.

Рис. [У.5. Разрушения, ‘вызванные атомным взрывом в Хиросима

126 РАЗРУШЕНИЯ СООРУЖЕНИЙ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ ВОЗДУШНЫМ ВЗРЫВОХ

Эти предметы наносят дополнительные повреждения сооружениям
и поражения людям. Колоссальное количество обломков, образую-
щихся при взрыве, загромождает улицы, сильно затрудняя прове-
дение спасательных и противопожарных работ (рис. ГУ.5.).

ГУ.6. Следует. отметить, что многие сооружения в Японии по
своей конструкции являются антисейсмическими; эти сооружения,
по-видимому, более прочны, чем аналогичные постройки в США.
С другой стороны, некоторые японские постройки являются, не-
сомненно, менее прочными, чем в США. Тем не менее, вопреки
распространенному мнению о крайней непрочности японских жи-
лых домов, группа архитекторов и инженеров, обследовавших
разрушения, произведенные ядерными взрывами в Японии, при-
шла к заключению, что устойчивость к взрыву американских жи-
лых домов не будет заметно отличаться от устойчивости зданий
в Хиросима и Нагасаки. Это заключение было подтверждено впо-
следствии данными, полученными в результате ядерных испыта-
ний, проведенных в штате.Невада в 1953 и 1955 гг.

ГУ.7. В последующих разделах этой главы дается описание
разрушений трех групп сооружений: 1) жилых, промышленных,
торговых и административных зданий и мостов; 2) транспортных
сооружений, автомобилей и других транспортных средств (же-
лезнодорожного подвижного состава, самолетов, судов и т. д.);
3). коммунальных предприятий и сооружений, включая энергоси-
стемы, системы подачи газа и воды и оборудование связи.

ЗДАНИЯ И ИХ ОБОРУДОВАНИЕ

Жилые здания

ГУ. В японских городах, подвергшихся воздействию ядерных
взрывов, имелось много жилых домов с деревянным каркасом и
стенами из необожженного кирпича. Значительная часть этих
построек была уничтожена пожарами, вследствие чего удалось
собрать очень скудный материал о повреждениях, которые эти
постройки получили непосредственно от воздействия ударной вол-
ны. Можно полагать, что качество работы при возведении карка-
сов этих домов было хорошим, но часто не соблюдались необхо-
димые инженерные принципы. Поэтому такие дома, как правило,
являлись недостаточно прочными и в целом плохо противостояли
воздействию взрыва. Слабым местом в конструкции японских
жилых каркасных зданий являются соединения в шип и вообще
все соединения каркаса. Брусья каркаса часто ослаблялись вруб-
ками больше, чем это было необходимо; в ряде случаев места
для соединений выбирались неудачно, что ослабляло всю кон:
струкцию в целом (рис. ГУ.8).

ЗДАНИЯ И ИХ ОБОРУДОВАНИЕ 127

й — шение дома с деревянным каркасом

.8. Верхний фотоснимок — разру м ;

ыы В (6 км ы эпицентра взрыва); нижний фотоснимок — каркас жи

До МН конструкция которого свидетельствует о его небольшой прочности
)

АХ ВАЕМЫЕ ВОЗДУу ] ) ь
128 РАЗРУШЕНИЯ СООРУЖЕНИЙ, ВЫЗЫ! АЕМЫЕ ВОЗДУШНЫМ ВЗРЫВОМ

Г\/.9. В Нагасаки жилые дома были полностью разрушены на
расстоянии 2300 м от эпицентра взрыва, где предполагаемая ве.
личина избыточного давления составляла около 0,21 кг/си?
Средние разрушения наблюдались на расстоянии до 2600 м. На
расстоянии около 2750 м, где избыточное ‚давление составляло
около 0,14 кг/см?, наблюдалось только повреждение крыш, стеновых
панелей и внутренних перегородок зданий. Для восстановления
этих зданий требовался средний ремонт. Е 9

ГУ.10. Большое количество данных о действии ударной волны
на жилые дома различных типов было получено в результате
испытаний, проведенных на полигоне в штате Невада в 1953 г. и
в особенности в 1955 г. Во время испытания 17 марта 1953 г.
было взорвано ядерное устройство, установленное на башне вы-
сотой 90 м; энергия взрыва была эквивалентна примерно 15 тыс.т
тротила. При другом испытании, произведенном в мае 1955 г. на
башне высотой 150 м, было взорвано ядерное устройство с тро-
тиловым эквивалентом, равным приблизительно 30 тыс. г. :

При каждом из этих взрывов производилось измерение избы-
точного давления воздуха, что позволяло в необходимых слу-
чаях устанавливать соотношение между разрушениями, произве-
денными ударной волной в целом и действием только максималь-
ного избыточного давления.

ГУ.11. Основная цель опытов, производившихся с жилыми по-
стройками, заключалась в следующем: 1) выявить элементы кон-
струкций зданий, наиболее подверженные разрушению при дей-
ствии ударной волны, и разработать методы усиления этих кон-
струкций; 2) получить данные о степени разрушения жилых до-
мов при ядерных взрывах и оценить возможность приведения их
В годное для жилья состояние без капитального ремонта; 3) опре-
делить эффективные способы защиты людей, находящихся
в домах во время ядерного нападения, от действия ударной вол-
ны и излучений. Здесь будут рассмотрены только первые два во-
проса, поскольку данная глава посвящена главным образом опи-

санию действия ударной волны, Проблемы защиты будут изо?
жены в гл. ХИ.

Двухэтажный дом с деревянным каркасом
(Испытания 1953 г.)

1\.12. При ядерном взрыве в 1953 г. были испытаны два при"
мерно одинаковых дома распространенного в США типа, рый
поженные на различных расстояниях от места взрыва. Это быт,
типовые двухэтажные дома с деревянным каркасом, имеюш!
подвал и кирпичный дымоход (рис. Г\.12). Внутренние поверх!

И ИХ ОБОРУДОВАНИВ 129

сти стен были оштукатурены, но не
испытаний являлось изуч
няты меры для предохт
жения светового
лый цвет,

у ) окрашены. Поскольк ел

'зучение действия ударной волны, м м
Е ранения этих домов от пожара. Для отра-
- о Е дома снаружи были окрашены в бе-
а, выходящие в сторону взрыва, были снабжены

Рис. 1\.12. Деревянный каркасный дом, построенный для испытаний (полигон
в штате Невада)

металлическими жалюзи, покрашенными алюминиевой краской.
Оба дома были покрыты светло-серой черепицей. Дом, располо-
женный ближе к месту взрыва, вероятность воспламенения кото-
рого была больше, имел крышу из асбестовой черепицы, а рас-
положенный дальше — из асфальтовой. Ни в том, ни в другом
доме не было какого-либо оборудования, предназначенного для
снабжения их электричеством, водой и газом. :

[\/.13. Один из этих двух домов был расположен в зоне дей-
ствия головной ударной волны (в области отражения Маха), где
избыточное давление (в падающей волне) составляло около
0,35 кг/см?. На основе данных, полученных в Японии, можно было
предположить, что этот дом будет полностью разрушен (что и
произошло в действительности), но в данном случае задача

9 Действие ядерного оружия

|
|
1

130 РАЗРУШЕНИЯ СООРУЖЕНИЙ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ ВОЗДУШНЫМ ВЗРЫВОМ

состояла в том, чтобы установить, может Ли служить Убежищем

подвал этого дома. ы

Максимальное избыточное давление в падающей ударной и
не в том месте, где находился второи дом, расположенный дальше
от места взрыва, составляло 0,12 кг/см?. Предполагалось, что
этот дом будет разрушен только частично, что позволит собрать
данные, необходимые для разработки более прочных конструкций.

Рис. 1У.14. Разрушение деревянного каркасного дома, вызванное ядер-
ным взрывом (избыточное давление 0,35 кг/с.м?)

Г\.14. Характер разрушения дома, расположенного ближе
к месту взрыва, показан на рис. [У.14. Из фотоснимка видно, ЧТо
отремонтировать этот дом невозможно. Первый и второй этажи
этого дома были разрушены полностью. Крыша дома была 69°
рвана, и отдельные части ее были разбросаны впереди дома и по
зади него. Торцовые стены дома были разрушены и отброшены

в сторону, а кирпичный сколько
г и дымох нескол
частей. д од был разломан на

ты подвала этого дома несколько пострадали ее

ее о главным образом с задней, более удален ав-

и о С орон Передняя стена подвала была ий

к торцовым с оразованием трещин в местах ее примыке

ор тенам. Балки надподвального перекрытия прогнуУ’ же
‚ вследствие разницы давления воздуха на первом эта

мп

ЗДАНИЯ И ИХ ОБОРУДОВАНИЕ

и в закрытом по существу подвале), а трубчатые стойки откло-
нились назад. Однако в целом перекрытие между первым этажом
и подвалом сохранилось довольно хорошо; только в нескольких
местах образовались небольшие проломы. Большая часть подвала
была свободна от обломков, и оборудованное в нем убежище не
пострадало,

Рис. [У.16. Деревянный каркаспый дом после ядерного взрыва (избыточ-
ное давление 0,12 кг/см?)

Г\.16. Второй дом, подвергшийся воздействию максимального
избыточного давления, равного 0,12 ке/см?, был сильно поврежден
и снаружи и внутри, но устоял (рис. [\У.16). Полный его ремонт
обошелся бы очень дорого, но следует считать, что в случае край-
ней необходимости можно было бы ограничиться частичным ре
монтом — восстановлением окон и дверей и усилением перекрытия
над подвалом.

1\/.17. Наиболее сильно пострадали двери и окна этого дома,
включая оконные переплеты и рамы. Парадная дверь была раз-
бита совершенно, а двери кухни и подвала сорваны с петель.
Внутренние двери пострадали по-разному. Меньше всего постра-
дали те, которые перед взрывом были оставлены открытыми.
Оконные стекла были выбиты во всем доме, в. передней части
дома были сорваны оконные рамы.

9*

}
1
}

РАЗРУШЕНИЯ СООРУЖЕНИЙ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ ВОЗДУШНЫМ ВЗРЫВОМ

132

ик,

ГУ.18. На первом этаже этого дома наиболее сильное .повре-
ждение получили балки надподвального перекрытия. Ббльшая
часть этих балок, имевших поперечное сечение 5.Ж20 сми Распо-
ложенных на расстоянии 40 см друг от друга, оказалась сломан-
ной. На большей части стоек передней стенки сечением 5Ж10 см,
расположенных на расстоянии 40 см одна от другой, Образова-
лись трещины.

ГУ.19. Второй этаж пострадал меньше: были разбиты окна и
потрескалась штукатурка. Повреждения крыши состояли глав.
ным образом в поломке стропил (сечением 10.15 см, располо-
женных на расстоянии 40 см одно от другого). Со стороны фа-
сада были повреждены почти все стропила, с задней стороны
сильных повреждений не оказалось. Крыша (длина ската кото-
рой от передней стенки до конька составляла 4,6 м) несколько
прогнулась вдоль конька.

Г\.20. Подвал дома совершенно не пострадал, если не считать

повреждений окон и входной двери. Убежище, оборудованное в
подвале, не пострадало.

Двухэтажный дом с деревянным каркасом

(Испытания 1955 г.)

ГУ.21. Учитывая описанные выше результаты, для испытаний,
проводившихся в 1955 г., построили два однотипных деревянных
каркасных дома, в конструкцию которых были внесены измене-
ния, обеспечивавшие их усиление. Эти изменения, увеличившие
стоимость постройки домов приблизительно на 10%, сводились

и штукатурка были заменены фанерой; 5) было увеличено сече-
ние стропил .и стеновых стоек (до 5Ж20 см); 6) было улучшено
крепление оконных рам в оконных проемах (забивкой большего
количества гвоздей).

ГУ.22. Даже при наличии этих улучшений предполагалось, что
при максимальном избыточном давлении, равном 0,35 кг/см?, дом
будет полностью разрушен. Поэтому один из домов был построен
на таком удалении от места взрыва, где избыточное давление
должно было составить 0,28 кг/см?. Благодаря повышенной проч-
ности, а также отчасти благодаря пониженному давлению удар-
ной волны этот дом не обрушился (рис. ГУ.22). Однако оба основ-
ных этажа дома оказались настолько поврежденными, что даже
минимальный его ремонт был экономически нецелесообразен.

ЗДАНИЯ И ИХ ОБОРУДОВАНИВ 133

и. половина крыши этого дома была разрушена,

нь рушился на прогоны чердачного перекрытия.

е. 1оловина крыши была сорвана и отброшена примерно на

р г дома. На большей части стропил, несмотря на их увеличен-
м т образовались продольные трещины.

» =: 4. В балках надподвального перекрытия образовались из-
\ И продольные трещины. Перекрытие удерживалось от обру-

Рис. [\.22. Деревянный каркасный дом усиленной конструкции после
ядерного взрыва (избыточное давление 0,28 кг/см?)

ения половым настилом, который не получил существенных по-
вреждений (рис. Г\.24). Второй этаж и междуэтажное перекрытие
мало пострадали, что свидетельствует о быстром выравнивании
давления под перекрытием и над ним. Это произошло благодаря
тому, что почти все двери и окна в доме были выбиты взрывом.
Верхняя часть дымохода обвалилась, а нижняя часть хотя и
устояла, но имела трещины в нескольких местах.

Г\У.25. Второй двухэтажный дом с каркасом усиленной кон-
струкции был построен на таком удалении от места взрыва, где
максимальное избыточное давление составило около 0,18 кг/см?,
т.е было значительно больше избыточного давления, при кото-
ром производились испытания второго дома в 1953 г. Вследствие
этого дом получил более серьезные повреждения, однако состоя-
ние его после взрыва было таково, что при крайней необходимости
его можно было использовать для жилья, произведя не слишком

134 РАЗРУШЕНИЯ СООРУЖЕНИЙ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ ВОЗДУШНЫМ ВЗРЫВОМ

Рис. 1У.24. Разрушение балок надподвального перекрытия деревянного
каркасного дома усиленной конструкции в результате ядерного взрыва
(избыточное давление 0,28 кг/с.м?)

Рис. 1.25. Деревянный каркасный дом усилениой конструкции после
ядерного взрыва (избыточное давление 0,18 кг/см?)

ЗДАНИЯ И ИХ ОБОРУДОВАНИВ 135

==>

дорогой ремонт (рис. [\.25). Этот дом получил примерно такие
=: по объему повреждения, какие наблюдались в аналогичных
домах до усиления их конструкции при избыт
очном давл

0,12 кг/см?. ь же

Г\.26. Помимо окон и дверей, от взрыва серьезно пострадали
каркас дома и особенно стропила крыши. Со стороны, обрашен-
ной к месту взрыва, была оторвана карнизная доска, и можно

Рис. 1У.27. Повреждения балок надподвального перекрытия дома с дерс-
вянным каркасом усиленной конструкции, вызванные ядерным взрывом
(избыточное давление 0,18 кг/см?)

предполагать, что при несколько более высоком давлении удар-
ной волны со здания была бы сорвана вся крыша. Коньковый
брус был сломан, а некоторые из стропил расщеплены. Часть чер-
дачного перекрытия приподнялась на несколько дюймов; была
выбита одна из центральных балок чердачного перекрытия и со-
рвана часть фанерной обшивки потолка. Однако сами балки чер-
дачного перекрытия пострадали относительно мало.

ГУ.27. Междуэтажное перекрытие и стены первого этажа по-
страдали незначительно. На балках надподвального перекрытия
образовались трещины и изломы, но так как накат уцелел, в под-

вал не попало никаких обломков (рис. ГУ\.27).
Г\.28. Оконные рамы в передней и боковых стенах дома были

Я СООРУЖЕНИЙ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ ВО ДУШНЫМ ВЗРЫВОМ

РАЗРУЩЕНИ а

136

с задней стороны дома они пострадали

меньше. Наружные двери были сорваны и отброшены внутрь,
некоторые из внутренних дверей были также сорваны с петель
Кирпичный дымоход не обрушился, но в нем в двух местах обра.

зовались трещины.

сломаны И сорваны,

Двухэтажный кирпичный дом с несущими стенами

ГУ.29. Для сравнения результатов опытов, произведенных в
1953 г. с двухэтажными деревянными каркасными домами, в 1955 г.
были испытаны два аналогичных по размерам и планировке кир-
пичных дома с несущими стенами (рис. ТУ.29). Один из домов
был подвергнут воздействию избыточного давления 0,35 ке/см?,
другой — 0,12 кг/см”. Наружные стены и фундамент были выло-
жены из шлакоблоков; стены, кроме того, имели кирпичную об-
лицовку. Перекрытия, внутренние перегородки и несущая часть
крыши были изготовлены из дерева.

ГУ.30. Кирпичный дом, подвергшийся воздействию избыточного
давления 0,35 кг/см?, был совершенно разрушен (рис. [У.30). При
обрушении наружных стен обломки в основном падали вне преде-
лов дома, благодаря чему на перекрытия попало незначительное

_ ЗДАНИЯ И ИХ ОБОРУДОВАНИЕ 137

= а 2 т — = ТЫ т АР

количество этих обломков. Крыша была разрушена и сорвана
причем задняя ее часть упала в 15 м за домом. Обломки первого
этажа частично упали в подвал через пролом, образовавшийся
в центральной части надподвального перекрытия. Этот пролом об-
разовался в результате суммарного действия ударной волны и па-

дающих обломков. Дымоход дома был
0 2 ДО} ыл разбит на нескол круп-
ных частей, : о -

Рис. [У.30. Разрушение кирпичного дома в результате ядерного взрыва
(избыточное давление 0,35 кг/см?)

[\/.31. Такой же дом, подвергшийся действию избыточного дав-
ления 0,12 кг/см?, оказался сильно поврежденным. Однако сосгоя-
ние дома позволяло его использовать для заселения после неболь-
шого ремонта (рис. [У.31).

1.39. Наружные стены дома не имели каких-либо признаков
повреждения, но крыша и чердачное перекрытие были серьезно
повреждены. Связь между задними стропилами и коньковым бру-
сом оказалась нарушенной, и стропила опустились на несколько
дюймов. Коньковый брус был надломлен в средней своей части;
несколько брусьев обрешетки (5Ж10 см) были также сломаны.
Балки чердачного перекрытия в задней части дома раскололись
посредине, штукатурка потолка осыпалась. Междуэтажное пере-
крытие пострадало мало. Отдельные балки надподвального пере-

РАЗРУШЕНИЯ СООРУЖЕНИЙ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ ВОЗДУШНЫМ ВЗРЫВОМ

Рис. 1[У.31. Кирпичный дом после ядерного взрыва (избыточное давле-
ние 0,12 кг/см?)

крытия этажа были расщеплены. Штукатурка внутренних поверх-
ностей дома была сильно повреждена.

ГУ.33. В окнах со стороны фасада и в торцовых стенах дома
были выбиты стекла; с задней стороны дома стекла пострадали
значительно меньше. Наружные двери были разбиты, часть вну-
тренних дверей и двери шкафов были сорваны с петель.

Одноэтажный сборный дом с деревянным каркасом

ГУ.34. На бетонных фундаментных плитах, уложенных на уровне
с землей, было построено два одноэтажных сборных дома с дере-
вянным каркасом. Это были дома обычной конструкции, за исклю-
чением того, что в каждом из них имелось наземное убежище;
убежищем являлась ванная комната с железобетонными сте:
нами, полом и потолком и с защитной дверью или ставней
(рис. 1У.34).

ГУ.35. Дом, подвергшийся воздействию избыточного давления
(в падающей волне) 0,35 кг/см?, был полностью разрушен. Однако
убежище-ванная совсем не пострадало. Несмотря на то, что ‚за-
движка на защитной ставне была сорвана и ставня оказалась
незакрепленной, окно не было повреждено. Крыша была сорвана,

Рис. ГУ.34. Деревянный сборно-разборный дом перед ядерным взрывом
(полигон в штате Невада); справа видна защитная дверь (на месте окна
] ванной комнаты)

Рис. [У.35. Деревянный сборно-разборный дом Поле ядерного взрыва
(избыточное давление 0,35 кг/см?)

ВОЗДУШНЫМ ВЗРЫВОМ

РАЗРУШЕНИЯ СООРУЖЕНИЙ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ

и сломаны. Торцовые стены были отбро-
шены наружу. Часть передней стены не обрушилась, но наклони-
лась в сторону от эпицентра взрыва (рис. ГУ.35).. з

Г\/.36. Второй дом того же типа, подвергшийся воздействию
максимального избыточного давления 0,12 кг/см?, получил сред-
ние повреждения и легко мог быть отремонтирован. Окна этого
дома были разбиты, двери сорваны с петель, и сильно повреждена
сухая штукатурка внутренних. поверхностеи. Основные поврежде-
ния каркаса заключались в поломке конькового бруса и в пере-
косе всего каркаса. Крыша над террасой дома была приподнята
на. 15 см.

стропила расщеплены

Одноэтажный дом из бетонных панелей

ГУ.37. В 1955 г. был испытан также жилой дом, собранный из
легких железобетонных стеновых панелей и перегородок, соеди-
ненных посредством сварки концов арматуры (рис. 1У.37.). Желе-
зобетонные панели крыши прикреплялись к стенам при помощи
специальных связей. Стены дома опирались на бетонные столбы
и бетонную фундаментную плиту, бетонирование которой произ-
водилось после возведения стен. Прочная связь между фундамент-
ной плитой и стенами обеспечивалась при помощи уложенных по
периметру этой плиты металлических стержней и болтов, которые
вместо головок имели крюки; этими крюками болты зацеплялись
за стержни, другими концами они ввертывались во вкладыши сте-

Рис. [У.37. Дом из железобетонных панелей до ядерного взрыва (поли-
гон в штате Невада)

ЗДАНИЯ И ИХ ОБОРУДОВАНИЕ 141
ее МЫ ЕК" о.

Рис. [У.38. Дом из железобетонных панелей после ядерного взрыва (избы-
точное давление 0,35 кг/см?). Резервуар со сжиженным нефтяным газом
стоявший у дома, существенных повреждений не получил

новых панелей. В целом по своей конструкции этот дом удовлетво-
рял требованиям сейсмической устойчивости.

ГУ.38. Этот дом хорошо выдержал максимальное избыточное
давление 0,35 кг/см?, и после замены разбитых и сильно повре-
жденных дверей и окон его можно было бы использовать для
жилья (рис. [У.38).

Г\У.39. Железобетонные плиты крыши со стороны фасада не-
сколько приподнялись над стенами, однако связь их со стенами
не была нарушена. В стенах образовались небольшие трещины, и
в некоторых местах произошло незначительное смещение стен,
в отдельных местах обнажились соединения стеновых панелей.
Несколько погнулись стальные переплеты окон.

ГУ.40. Как и следовало ожидать, такой же дом, подвергшийся
воздействию ударной волны с максимальным избыточным давле-
нием, равным 0,12 кг/см?, пострадал еще меньше. Но в этом доме
были выбиты почти все стекла, сорваны с петель и разбиты на-
ружные двери и погнуты оконные переплеты. Наиболее суще-
ственным повреждением явилось выкрашивание бетона в местах
соединений стеновых панелей.

Одноэтажный дом из армированных бетонных блоков

ГУ.41. Этот тип дома (рис. [У.41), также испытывавшийся в
1955 г., имел, как и предыдущий, сейсмически устойчивую кон-
струкцию. Пол дома представлял собой бетонную плиту, бетони-

142 РАЗРУШЕНИЯ СООРУЖЕНИЙ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ ВОЗДУШНЫМ ВЗРЫВОМ 7.
рование которой было произведено на „уровне оч
Наружные и внутренние стены его били выло е-
тонных блоков. Стеновые блоки армировались вертикальными и
горизонтальными стальными стержнями, проходившими через
блоки на двух уровнях. Нижние’ концы вертикальных стержней
заанкеривались в бетонной плите пола. Оконные и дверные про-
| емы были перекрыты железобетонными перемычками. Крыша
была собрана из легких бетонных плит. л
ГУ.42. От действия ударной волны с максимальным избыточ-
ным давлением, равным 0,35 кг/см?, наиболее сильно пострадали
окна и двери дома. Были выбиты стекла и сорваны с петель и
разрушены двери. Стальные оконные переплеты погнулись, но
почти все остались на своих местах. Основные элементы дома
пострадали незначительно (рис. [\.42), и дом мог быть восста-
новлен при небольших затратах на ремонт.
ГУ.43. Бетонные плиты крыши дома слегка сдвинулись, но со-
единения их со стенами не нарушились. Кладка под большим
окном была вдавлена внутрь на 10 см. Это объясняется, по-види-
мому, отсутствием крепления стен к полу под оконными прое-
мами. Небольшие трещины в стене над тем же окном появились,
Е Рис.
м _
о =.
и. о . Г
} . . п0-1
Г _ ной
]
ны,
ТИЦ:
око)
блю
НЫх
НИЯ

Рис. [У.41. Дом Усиленной конструкции из бет

онных блоков до ядер:
о ыва
(полигон в штате Невада) И

_ ЗДАНИЯ И ИХ ОБОРУДОВАНИВ

Рис. [\.42. Дом усиленной конструкции из бетонных блоков после ядерного
взрыва (избыточное ‘давление 0,35 кг/см®)

по-видимому, в результате неправильной установки железобетон-
ной оконной перемычки.

ГУ.44. При максимальном избыточном давлении ударной вол-
ны, равном 0,12 кг/см?, повреждения, полученные домом такого же
типа, заключались лишь в разрушении дверей и окон. Стальные
оконные переплеты погнулись, но остались на своих местах. На-
блюдалось также выкрашивание бетона в местах заделки окон-
ных переплетов в стены. В целом дом получил мелкие поврежде-
ния и легко мог быть отремонтирован.

Передвижные домики на прицепах

Г/.45. При проведении испытания в 1955 г. были подвергнуты
воздействию ударной волны 16 домиков различных типов, смонти-
рованных на прицепах. При испытании передвижные домики были
установлены на значительном расстоянии от эпицентра атомного
взрыва (с учетом того, что такие домики устанавливаются обыч-
но на окраинах городов). Девять прицепов были расположены в
зоне, которой соответствовало максимальное избыточное давле-
ние 0,12 кг/см?, а остальные семь прицепов подверглись воздей-
ствию максимального избыточного давления, равного 0,07 кг/см?.

144 РАЗРУШЕНИЯ СООРУЖЕНИЙ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ ВОЗД ШНЫМ В ИИ

При установке прицепы были различным образом ориентированы
по отношению к направлению распространения ударной волны.

ГУ.46. Два передвижных домика’ из числа подвергшихся во3-
действию более высокого избыточного давления были опрокинуты
силой взрыва. Один из этих домиков был установлен боковой
стороной к направлению действия ударной волны, а второй, бо-
лее легкий, примерно под углом в 45°. Все остальные домики-при-
цепы не были опрокинуты. Повреждения, полученные передвиж-
ными домиками, не имели серьезного характера. Для одной итой
же величины избыточного давления различная степень поврежде-
ний домиков обусловливалась различием их конструкций, типов
креплений, сечения металлических деталей, расположения стоек и
величины окон. ь

Г\У.47. В результате действия ударной волны ядерного’ взрыва
многие домики были несколько перекошены, а на их стенах и кры-
шах образовались небольшие вмятины. Количество проломов было
относительно невелико. В большей части домиков-прицепов были
разбиты стекла; внутрь прицепов, окна которых имели шторы,
битое стекло почти не попадало. При отсутствии штор и жалюзи,
в особенности если окна имели большие размеры, стекло попа-
дало внутрь домиков.

ГУ.48. Внутри домиков, как правило, повреждались панели,
опрокидывалась и ломалась мебель. Печи и холодильники оста-
вались на своих местах, полы не получали каких-либо поврежде-
ний. Ремонт этих передвижных домиков и их оборудования мог
быть произведен при небольших затратах.

ГУ.49. В передвижных домиках, подвергшихся воздействию из-
быточного давления 0,07 кг/см?, было разбито несколько окон. Ка-
ких-либо серьезных повреждений эти домики не получили. Для
приведения этих домиков в годное для жилья состояние требова-
лось произвести только ремонт окон.

Продовольствие

ГУ.50. Во время испытаний 1955 г. было изучено действие ядер-
ного взрыва на 90 различных видов пищевых продуктов. Выбор
видов продуктов определялся тем, какие из них являются наибо-
лее распространенными в рационе американцев. Приблизительно
половину из них составляли такие основные продукты питания,
как мука и сахар, картофель, фрукты и обработанное мясо, а
также свежее мясо и замороженные продукты. Другая половина
состояла из консервированных продуктов, находившихся в ме-
таллических или стеклянных банках. Помимо этого, исследовалось
действие взрыва на различные упаковочные материалы, приме-
няемые в розничной и оптовой торговле, а также была проверена
эффективность различных методов упаковки,

ПРОМЫШЛЕННЫЕ СООРУЖЕНИЯ 145

Г\.51. Образцы пишевых продуктов, предназначенные для
испытания, были размещены в зданиях, расположенных на рас-
стоянии от 1,6 до 24 км от эпицентра взрыва. Наряду с опреде-
лением характера воздействия ударной волны на эти продукты
производилось изучение также действия на них ядерного излуче-
ния из зоны взрыва, остаточного ядерного излучения и радиоак-
тивных осадков.

В данном разделе будет рассматриваться только действие удар-
ной ВОЛНЫ.

ГУ.52. Свежие продукты, такие, как, например, картофель, яб-
локи, лук, упакованные в обычные легкие деревянные ящики, в ре-
зультате взрыва получили механические повреждения. Если не счи-
тать этого, то непосредственный ущерб, причиненный ударной вол-
ной, был относительно невелик. Металлические и стеклянные бан-
ки с консервированными продуктами почти не пострадали от воз-
действия избыточного давления, но некоторые из них были повре-
ждены летящими осколками. Упакованные продукты поврежда-
лись в основном вследствие падения с кухонных полок, на кото-
рые их обычно укладывали. В случаях, когда металлические или
стеклянные банки с консервированными продуктами хранились
в подвалах, они повреждались весьма незначительно (даже тогда,
когда дом подвергался сильному разрушению).

Г\.53. Тара из мягких упаковочных материалов, таких, как бу-
мага, полиэтилен и картон, получала сильные повреждения от ле-
тящих предметов. В пищевые продукты, находившиеся в этой таре,
в некоторых случаях попадали осколки стекла. В тех случаях,
когда продукты в такой упаковке были защищены от действия
осколков, ударная волна не наносила практически каких-либо по-
вреждений этой упаковке.

ПРОМЫШЛЕННЫЕ СООРУЖЕНИЯ
Японские данные

ГУ.54. В Нагасаки и Хиросима имелось много промышленных
зданий со стальным каркасом, покрытых волнистой сталью или
асбоцементом. Такой же материал употреблялся и для стенового
заполнения. В некоторых из них были установлены мостовые кра-
ны обычно небольшой мощности. В целом по своей конструкции эти
промышленные здания напоминали подобные сооружения, имею-
щиеся в США.

Г\.55. Взрывом атомной бомбы этим сооружениям были нане-
сены серьезные повреждения на расстояниях до 18 км от эпицен-
тра взрыва. Здания этого типа, находившиеся недалеко от эпи-
центра взрыва, были полностью разрушены. Стальные каркасы
зданий, находившихся несколько дальше от эпицентра, под

10 Действие ядерного оружия

146 РАЗРУШЕНИЯ СООРУЖЕНИЙ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ ВОАДУШНЫМ ВЗРЫВОМ

воздействием ударной волны наклонились в сторону от взрыва
(рис. ГУ.55а и 6). Высокие и тонкие Жолонны, имевшиеся в этих
зданиях, оказывали малое сопротивление горизонтально направ-
ленной нагрузке. В некоторых случаях эти колонны разрушились
вследствие одновременного действия поперечной нагрузки, вызы-
вавшей прогиб, и продольной нагрузки, возникавшей в результате
воздействия ударной волны на/крышу. Это вызывало резкий изгиб
колонн и в некоторых случаях полное их разрушение.

Стропильные фермы в той части здания, которая была обра-
щена в сторону взрыва, оказались изогнутыми благодаря действию
горизонтальной составляющей нагрузки ударной волны.

Г\.56. В действии ударной волны на металлический каркас зда-
ния наблюдалось заметное различие в зависимости от того, какой
материал использовался для стенового заполнения и кровли. При
действии ударной волны на асбоцемент последний легко разру-
шался и это обусловливало более быстрое уравновешивание дав-
ления внутри и снаружи здания, вследствие чего стальной каркас
деформировался меньше, чем в тех случаях, когда материалом
стенового заполнения и кровли была волнистая сталь.

Рис, 1У.55а. Разрушение промышленного здания со стальным каркасом
в Хиросима (0,56 км от эпицентра взрыва)

ПРОМЫШЛЕННЫЕ СОбРУЖЕ НИЯ

ИН 147

—
|

|

ЯР,

=? 58 &8Е

я

ыы

тм Рис. [У.556. Разрушение одноэтажного здания с легким стальным кар-

касом в Хиросима (1,3 км от эпицентра взрыва); здание было частично

разрушено взрывом; полное разрушение произошло в результате после-
дующего пожара

станочного оборудования в здании со стальным кар-
касом в Хиросима (1 км от эпицентра взрыва)

Рис. 1.59. Разрушение

10*

148 РАЗРУШЕНИЯ СООРУЖЕНИЙ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ ВОЗДУШНЫМ ВЗРЫВОМ

ГУ.57. Незащищенные стальные консТрукции имели поврежде-
ния не только от воздействия ударной волны, но также и от воз-
никавших' пожаров, что сильно затрудняло определение эффекта,
вызванного только действием ударной волны. В целом стальные
каркасы зданий в результате взрыва оказались настолько повре-
жденными, что даже при наличии достаточного количества мате-
риалов для ремонта эти здания нельзя было бы восстановить.

ГУ.58. Конструкция крыш некоторых промышленных сооруже-
ний включала в себя деревянные стропильные фермы. Ввиду не-
достаточной прочности таких ферм они легче подвергались раз-
рушению под действием ударной волны и уничтожались, кроме
того, огнем. В некоторых зданиях крыши имели стальные стро-
пильные фермы, опиравшиеся на бетонные колонны. Такие колон-
ны оказались более устойчивыми к взрыву, чем стальные.

ГУ.59. Повреждение станков, находившихся в промышленных
зданиях, вызывалось падением обломков, образующихся при раз-
рушении крыши и стен, а также в результате пожаров в зданиях
с деревянным каркасом (рис. [У.59). В других случаях станки

Рис. ГУ.60а. Разрушенный промышленный район в Нагасаки:

видны со-
хранившиеся дымовые трубы (0,8 км от эпицентра взр

ыва)

ПРОМЫШЛЕННЫЕ СООРУЖЕНИЯ

Рис. [\.606. Разрушение круглой железобетонной трубы

высотой 18 м в Хиросима (0,54 км от эпицентра взрыва).

Под действием ударной волны разрушилась только верх-
няя часть трубы на высоте 4,5 м от основания

повреждались в результате их смещения с фундаментов, которое
происходило вследствие разрушения зданий. Во многих случаях
станки имели ременной привод, и в результате повреждения зда-
ний эти станки оказались сорванными со своих фундаментов и
опрокинутыми.

Г\У.60. Наиболее устойчивыми к действию ударной волны ока-
зались дымовые трубы, в особенности железобетонные (рис. ГУ.60а).
Благодаря своей форме они испытывают в основном только

150 РАЗРУШЕНИЯ СООРУЖЕНИЙ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ ВОЗДУШНЫМ ВЗРЫВОМ Р
ити 5 Аь ‚97

нагрузку от скоростного напора; и если при этом они обладают ыы
также достаточной прочностью, то благодаря их большому пе.
риоду колебаний они оказываются менее чувствительными к дей-
: ствию ударной волны, чем многие другие сооружения. Сильное
3 Й разрушение железобетонной дымовой трубы показано на рис. [У.60б.

Испытания в штате Невада в 1955 г.

Г\.61. Во время испытаний в 1955 г. было произведено опреде-
ление устойчивости к ядерному взрыву металлических построек
трех стандартных типов, используемых для различных целей в
промышленности и торговле. Эти постройки подверглись воздейст-
вию максимального избыточного давления 0,22 и 0,084 кг/см?.
Основная задача этих испытаний заключалась в том, чтобы опре-
делить, при каком максимальном давлении ударной волны эти
сооружения уцелеют и смогут быть использованы после сравни-
тельно небольшого ремонта. Наряду с этим ставилась задача вы-
явить возможность усовершенствования конструкции этих по-
строек, чтобы обеспечить большую их устойчивость к воздействию
ударной волны. :

Рис, [\.62а, Вн

Постройка со стальным каркасом и алюминиевыми панелями

ГУ.62. Сооружение (используемое в промышленности) имело
стальной каркас; для стенового заполнения и кровли использова-
лись панели из листового алюминия (рис. ГУ.62а). При избыточ-
ном давлении, равном 0,22 кг/см?, это сооружение получило силь-
ные повреждения. Стальной каркас со сварными и болтовыми со-

л единениями был сильно деформирован и сдвинут с бетонного фун-
дамента. Со стороны, обращенной к месту взрыва, величина сдвига
у карнизов достигала 0,3 м (рис. [У.626).

Е ГУ.63. Со стороны сооружения, обращенной к месту взрыва,
были сорваны панели из листового алюминия вместе с элементами
каркаса. Отдельные панели и части каркаса были отброшены
ударной волной внутрь сооружения и повредили оборудование,
находившееся в нем. На задних и торцовых стенках сооружения
большая часть алюминиевых панелей не была сорвана с каркаса; ,
алюминиевые панели сохранились также и на заднем скате кры-
ши, однако соединения этих панелей были нарушены.

ГУ.64. Под воздействием максимального избыточного давления
0,084 кг/см? стальной каркас сооружения такого же типа получил
лишь незначительные повреждения. Алюминиевые стеновые па-
нели и крыша не были сорваны, но на стене, обращенной к взры-
ву, произошло нарушение болтовых соединений. Стеновые панели,
а также панели крыши, обращенные к месту взрыва, прогнулись

ПРОМЫШЛЕННЫЕ СООРУЖЕНИЯ

Рис. [1\.62а. Внешний вид постройки с жестким стальным каркасом перед
ядерным взрывом (полигон в штате Невада)

ы 2 < сле
ие ий вид постройки с жестким стальным каркасом пос:
ку, вы те взрыва (избыточное давление 0,22 кг/с.м*)

п
РБ’
88р

152 РАЗРУШЕНИЯ СООРУЖЕНИЙ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ ВОЗДУШНЫМ ВЗРЫВОМ

—- =; = 2-й -..

внутрь. Центральные стропильные фермы в передней части со-
оружения были оторваны от стоек. Алюминиевые панели торцо-
вых стен также слегка прогнулись; на задней стенке. и противопо-
ложном скате крыши панели не получили существенных повре-
ждений.

ГУ.65. Конструкция описанных выше построек обеспечивает
достаточную их устойчивость и возможность восстановления при
условии, если избыточное давление ударной волны взрыва не пре-
вышает 0,07 кг/см?. Усиление конструкции каркаса этих построек
может обеспечить повышенную их устойчивость к действию удар-
ной волны. Усиление связи между фундаментом и стенами и повы-
шение сопротивляемости действию горизонтальной нагрузки также
даст положительный результат.

Бескаркасная постройка со стальными панелями

Г\.66. Второй тип стандартной постройки (используемой в про-
мышленности), подвергшийся испытанию, представлял собою бес-
каркасное сооружение, стены и крыша которого были собраны
из легких стальных панелей шириной 41 см со швеллерным

Рис. 1\.6ба. Внешний вид бескаркасной постройки из стальных панелей до
ядерного взрыва (полигон в штате Невада)

ПРОМЫШЛЕННЫЕ СООРУЖЕНИЯ 153

Рис. ГУ.666. Разрушение бескаркасной постройки из стальных панелей в ре-
зультате ядерного взрыва (избыточное давление 0,22 хг/см?)

сечением (рис. [У.6ба). При избыточном давлении, . равном
0,22 кг/см?, эта постройка была полностью разрушена (рис. [У.66б).
Несколько стеновых панелей было оторвано и отброшено на 15 м,
но сильно деформированные элементы постройки остались в основ-
ном на своих местах; сохранилась также связь большей части
секций задней и торцовых стен с фундаментом. Крыша здания об-
рушилась на находившееся внутри оборудование.

ГУ.67. При максимальном избыточном давлении, равном
0,084 кг/см?, постройка этого типа оказалась значительно устой-
чивее, однако отдельные ее части получили довольно значитель-
ные повреждения. Величина прогиба передних стеновых панелей
в центре составила 0,3—0,6 м. Задняя стена, а также задний скат
крыши оказались неповрежденными; в центральной части крыши
образовался небольшой прогиб.

ГУ.68. Испытания показали, что бескаркасные постройки со
стальными панелями практически могут быть восстановлены, если
они подвергались воздействию ударной волны с максимальным из-
быточным давлением, не превышающим 0,05—0,07 кг/см?. Эти по-
стройки отличаются простотой сборки, но они обладают слабой
устойчивостью к действию ударной волны Повышение устойчиво-
сти этих построек при одновременном сохранении простоты кон-
струкции представляется трудной задачей,

154 РАЗРУШЕНИЯ СООРУЖЕНИЙ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ ВОЗДУШНЫМ ВЗРЫВОМ

Бескаркасное здание с панелями из волнистой стали

Г\У.69. Третий тип постройки (используемой в промышленно-
сти), подвергшейся испытанию, представлял собой бескаркасное
сооружение, собранное из стальных волнистых панелей шириной
108 см (рис. ГУ.69). Соединение смежных панелей, а также сте-

{ новых панелей с бетонным фундаментом производилось при по-
мощи болтов.

ГУ.70. В результате воздействия максимального избыточного
давления 0,22 кг/см? сооружение этого типа получило довольно
сильное повреждение, однако соединения между его элементами
не были нарушены и сооружение еще могло быть использовано в
качестве легкого укрытия. На переднем скате крыши образовался
прогиб величиной 0,3—0,6 м; конек крыши также несколько про-
гнулся. На заднем скате крыши повреждений почти не было
(рис. Г\.70).

Г\.71. На передней и торцовых стенах образовались значи-
тельные вмятины, входная дверь была сорвана с петель. Все окна
в доме получили повреждения различной степени. В окнах. задней
стены сохранилось несколько стекол.

ГУ.72. Другая постройка этого типа, подвергшаяся воздейст-
вию избыточного давления 0,08 кг/см?, получила незначительные

1%

Рис, [У.69. Бескаркасная постройка из волнистой стали до ядерного взрыва
(полигон в штате Невада)

ПРОМЫШЛЕННЫЕ СООРУЖЕНИЯ 155

Рис. ГУ.70. Повреждение бескаркасной постройки из волнистой стали, вы-
званное ядерным взрывом (избыточное давление 0,22 кг/см?)

повреждения. В некоторых местах прогнулся только конек крыши
на 2,5—5 см, но ни сама крыша, ни стены здания заметно не де-
формировались. 'Большая часть стекол в окнах была выбита. Для
устранения полученных повреждений требовался незначительный
ремонт.

ГУ.73. Из всех типов испытанных сооружений наиболее устой-
чивой к действию ударной волны ядерного взрыва оказалась бес-
каркасная постройка из волнистой стали. Следует считать, что
если избыточное давление ударной волны ядерного взрыва не бу-
дет превышать 0,2 кг/см?, то данный тип постройки не получит
сильных повреждений и его использование будет возможно после
относительно небольшого ремонта. Целесообразно, однако, в этой
постройке усовершенствовать конструкцию дверей и окон с целью
уменьшения возможных поражений от летящих осколков оконного

стекла.

Резервуары для хранения жидкого топлива

Г\У.74. В районе разрушенных японских городов, а также на
полигоне в штате Невада крупных резервуаров для хранения
нефти и горючего (емкостью порядка 8000 м“) не было. Об устой-
чивости подобных сооружений можно судить по результатам ка-
тастрофы, происшедшей в Техас-Сити в апреле 1947 г. При этой

м -МЫЕ ВОЗДУШНЫМ ВЗРЫВОМ
156 РАЗРУШЕНИЯ СООРУЖЕНИЙ. ВЫЗЫВАЕМЫЕ ВОЗА ы

Рис. 1\.74а. Общий вид раз

рушений, вызванных взрывом и пожаром в Те-
хас-Сити 16—17 апреля 1

947 г. Расстояние объектов, расположенных на пе-
реднем плане от центра взрыва, 1 ки

Рис. [У.746. Легкие повреждения резервуаров для хранения жидксго
топлива, вызванные непосредственным действием взрыва и летящими
обломками в Техас-Сити (16—17 апреля 1947 г.)

ПРОМЫШЛЕННЫЕ СООРУЖЕНИЯ 157

катастрофе взрывной волной, а также летящими обломками и
пожаром было уничтожено и сильно повреждено несколько групп
резервуаров. Величина избыточного давления в зоне, где резер-
вуары (главным образом незаполненные) получили сильные по-
вреждения, считается равной 0,2—0,3 кг/см?. Такое давление могло
бы быть получено при эквивалентном взрыве ядерной бомбы стро-
тиловым эквивалентом 2—4 тыс. т. Серьезную опасность, которую
представляют собой резервуары с горючим в пожарном отноше-
нии, можно представить себе при рассмотрении рис. [У.74а, на ко-
тором показаны разрушения, вызванные как воздействием взрыва,
так и пожаром. На рис. ГУ.746 показаны относительно небольшие
повреждения стенок резервуаров для горючего, произведенные
взрывной волной и летящими осколками.

Тяжелые станки

ГУ.75. Выше, в $ 1Т\.59, уже упоминалось о повреждении ста-
ночного оборудования при ядерных взрывах в Японии. С целью

получения более полных данных, представляющих особый инте-
рес с оборонной точки зрения, в 1955 г. во время испытания в
штате Невада воздействию взрыва (максимальное избыточное

Рис. \1.75. Станочное оборудование, установленное за стеной из бетон-
ных блоков, до ядерного взрыва (полигон в штате Невада)

158

РАЗРУШЕНИЯ СООРУЖЕНИЙ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ ВОЗ]

>.

давление 0,7 кг/см?) были подвергнуты тяжелые станки. Станки
были установлены на железобетонных фундаментных плитах
с соблюдением всех правил, принятых при монтаже станочного
оборудования. Для испытаний были использованы два токарных
станка (весом 3180 кг и 5450 кг) и два горизонтальных фрезер-
ных станка (весом 3180 кг и 4550 кг). Непосредственно перед стан-
ками со стороны, обращенной к эпицентру взрыва, из бетонных
блоков была возведена стена толщиной 20 см и высотой 16 м
(рис. Г\.75). Это сооружение должно было имитировать наруж-
ную стену промышленного здания; при этом считалось, что при
разрушении такой стены образуется достаточное количество летя-
щих обломков.

ГУ.76. В результате взрыва три более легких станка были со-
рваны со своих фундаментов и довольно сильно пострадали
(рис. ТУ.7ба). Четвертый, самый тяжелый станок повреждений не
получил (рис. ГУ.766). Из этого можно сделать вывод, что пра-
вильно установленные наиболее тяжелые типы станков могут про-
тивостоять ударной волне с избыточным давлением 0,7 кг/см?.

ГУ.77. Помимо непосредственного действия ударной волны,
станки получили значительные повреждения от обломков полно-
стью разрушенной стены из бетонных блоков. Особенно сильно
пострадали от обломков наименее прочные и ничем не защищен-

Рис. [У.7ба. Повреждения станочного оборудования, вызванные ядерным
взрывом (избыточное давление 0,7 кг/см?)

ПРОМЫШЛЕННЫЙ СООРУЖЕНИЯ

Рис. [У.766. Тяжелый токарный станок после ядерного взрыва (избыточ-
ное давление 0,7 кг/см?)

ные наружные детали станков. К числу таких деталей относятся
шестерни, передаточные механизмы, коробки скоростей, маховики
и рычаги управления, а также приводные ремни. Большая часть
этих повреждений может быть легко устранена при наличии за-
пасных частей; для необходимого ремонта в основном не потре-
буется разборки станков.

ГУ.78. Под защитой двухэтажного кирпичного дома в зоне,
где избыточное давление ударной волны составляло 0,35 кг/см?
(см. $ [У.30), был установлен 20-тонный гидравлический пресс ве-
сом около 23 т. Установка пресса была произведена с максималь-
ным приближением к реальным заводским условиям. Эта очень
высокая машина (5,7 м), имеющая небольшие поперечные раз-
меры, получила незначительные повреждения в результате ядер-
ного взрыва, несмотря на то, что кирпичный дом, стоявший перед
ней, был разрушен. Очевидно, дом оказал некоторую защиту от
непосредственного воздействия ударной волны. Небольшие повре-
ждения пресса, по всей вероятности, были вызваны не непосред-
ственно ударной волной, а падением обломков дома, которые при
указанном давлении ударной волны не приобретали высоких ско-
ростей.

ГУ.79. В зоне, где избыточное давление ударной волны соста-
вило 0,2 кг/см?, производилось испытание оборудования, установ-

160 РАЗРУШЕНИЯ СООРУЖЕНИЙ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ ВОЗДУШНЫМ ВЗРЫВОМ

ленного в двух легких стандартных постройках, конструкция ко-
торых была описана выше (см. $ ГУ.62). В каждой из этих по-
строек были установлены один вертикально-фрезерный станок ве-
сом около 1,36 т, баллон высокого давления из нержавеющей
стали емкостью около 190 л и весом около 1,9 т и паровой котел
длиной 2,7 м, шириной 1,5 м и высотой 2,7 м. Обе постройки
сильно пострадали от взрыва, но оборудование было повреждено
незначительно и практически осталось в рабочем состоянии.
Только в одном случае обломками разрушенного сооружения были
повреждены открытые детали фрезерного станка.

Г\.80. Следует отметить, что повреждения станочного оборудо-
вания при экспериментальных взрывах 1955 г. были, по всей ве-
роятности, менее значительны, чем повреждения, которые наблю-
дались в Японии при тех же давлениях ударной волны (см.
$ ГУ.59). При проведении испытаний в штате Невада отсутство-
вали некоторые разрушающие факторы, которые действовали при
ядерных взрывах в Японии. Условия испытаний, во-первых, исклю-
чали возможность повреждения от пожаров, во-вторых, после
взрыва оборудование не подвергалось воздействию атмосферных
осадков. Кроме того, количество обломков, образовавшихся в ре-
зультате разрушения отдельных сооружений при проведении испы-
таний, очевидно, было гораздо меньше, чем это было при разру-
шении промышленных зданий в Японии.

ЗДАНИЯ КОММЕРЧЕСКОГО И АДМИНИСТРАТИВНОГО
НАЗНАЧЕНИЯ

ГУ.81. Здания, используемые для коммерческих и администра-
тивных целей, например банки, конторы, больницы, - гостиницы, а
также крупные многоквартирные жилые дома, как правило, явля-
ются более прочными по своей конструкции, чем небольшие жилые
дома и легкие постройки промышленного назначения. В основном
все данные о действии ударной волны ядерного взрыва на эти
многоэтажные сооружения были собраны путем обследования раз-
рушений в Хиросима и Нагасаки. Ниже приводится описание по-
вреждений трех типов таких зданий — зданий с железобетонным
каркасом, зданий со стальным каркасом и зданий с несущими
стенами.

Многоэтажные здания с железобетонным каркасом

ГУ.82. Особенно много таких зданий было в Хиросима; в Нага-
саки их было меньше. Различные конструкции этих зданий обла-
дали различной устойчивостью к действию ударной волны, но В
общем все они поразительно мало пострадали снаружи от ядер-
ного взрыва. Вблизи эпицентра взрыва эти здания сильно постра-

ЗДАНИЯ КОММЕРЧЕСКОГО И АДМИНИСТРАТИВНОГО НАЗНАЧЕНИЯ _ _161

ше сже-а_›

Рис. [У.82а. Верхний фотоснимок — железобетонное, сейсмически устойчи-

вое здание после взрыва в Хиросима (0,19 км от эпицентра взрыва); дере-

вянные элементы внутри здания уничтожены пожаром. Нижний фотосни-

мок — внутренняя часть второго такого же здания, поврежденная взрывом
и пожаром

11 Действие ядерного оружия

162 РАЗРУШЕНИЯ СООРУЖЕНИЙ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ ВОЗДУШНЫМ ВЗРЫВОМ

жены

ыы

Рис. 1\.826. Разрушение трехэтажного здания с железобетонным каркасом
взрывом в Хиросима; стены с кирпичным заполнением толщиной 33 см имели
большие оконные проемы (0,2 км от эпицентра взрыва)

дали внутри вследствие затекания ударной волны через двери и
окна, а также вследствие возникновения пожаров. Наружные сте-
ны исключительно прочного здания сейсмически устойчивой кон-
струкции, находившегося примерно в 9290 м от эпицентра взрыва
в Хиросима, не пострадали, но крыша его была смята и внутри
все разрушено (рис. [У.82а). Другое здание с железобетонным
каркасом, близкое по своей конструкции к используемым в США,
расположенное примерно на таком же расстоянии от эпицентра
взрыва, пострадало сильнее, чем здание с сейсмически устойчи-
вои конструкцией (рис. ГУ.826).

ГУ.83. Повышенную устойчивость к действию ударной волны
ядерных взрывов имеют железобетонные здания в Японии, по’
строенные с соблюдением строительных правил, принятых после
сильного землетрясения 19923 г. Эти правила допускали строитель-
ство зданий высотой не более 30 м, способных при таких условиях
выдержать горизонтальное давление, равное 10% вертикальной
нагрузки. Этими правилами были определены также принципы
увеличения жесткости зданий при помощи поперечных стен и

. Наиболее важные здания ком:

ЗДАНИЯ КОММЕРЧЕСКОГО И АДМИНИСТРАТИВНОГО НАЗНАЧЕНИЯ 163

ваний; такие здания оказались менее устойчивыми к действию
ударной волны ядерного взрыва.

ГУ.84. Вблизи эпицентра взрыва вертикальная составляющая
ударной волны имеет большую величину, поэтому на близких рас-
стояниях особенно сильному разрушению подвергаются крыши
зданий. Под действием направленной вниз силы крыши в зависи-
мости от их прочности оказываются либо вмятыми и продавлен-
ными, либо полностью разрушенными. Другие части зданий на
близких от эпицентра расстояниях страдают меньше (рис. ГУ.84а),
чем на больших расстояниях, в связи с тем, что в первом случае го-
ризонтальная составляющая нагрузки от ударной волны имеет
меньшую величину. Дальше от эпицентра взрыва, в особенности
в области отражения Маха, преимущественное значение имеет го-
ризонтальная составляющая нагрузки (рис. 1У.846 ив),

Рис [\.84а. Вдавливание крыши железобетонного здания от действия взрыва
в Хиросима (0,16 км от эпицентра взрыва)

и*

164 РАЗРУШЕНИЯ СООРУЖЕНИЙ, ВЫ ЗЫВ

Рис. [\.846. Воздействие горизонтальной со
здания, обращенную к месту взрыва в Н
взрыва)

АЕМЫЕ ВОЗДУШНЫМ ВЗРЫВОМ

ставляющей нагрузки на стену
агасаки (0,64 км от эпицентра

Рис. ГУ.84в. Разрушение одноэтажного жел

ными ‘стропилами в Нагасаки (0,42 км от эпице

езобетонного здания со сталь-
итра взрыва)

ЗДАНИЯ КОММЕРЧЕСКОГО И АДМИНИСТРАТИВНОГО НАЗНАЧЕНИЯ 165

ГУ.85. Помимо разрушения железобетонных крыш и смещения
стен зданий, наблюдались также и другие последствия действия
ударной волны, в том числе деформация и разрушение балок, ко-
лонн, панелей наружных стен и плит перекрытий (рис. ГУ.85а, б, в
и г). Сильные повреждения потолков, штукатурки и внутренних
стен наблюдались даже на расстоянии 2,7 км от эпицентра взрыва,
оконные стекла оказывались выбитыми во всех зданиях, располо-
женных на расстоянии до 6 км, а в некоторых случаях и на фас-
стоянии до 13 км от эпицентра взрыва.

ГУ.86. Описанные выше последствия взрыва относятся глав-
ным образом к железобетонным зданиям; здания такого типа
разрушились частично, и это дало возможность изучить более
детально непосредственное воздействие ударной волны. Следует
отметить, однако, что аналогичные повреждения наблюдались
также и в других типах сооружений, описание которых следует
ниже.

Рис. [У.85а. Образование п
„85а. а рогиба и растрескивание балок здания из железо-
бетонных конструкций в результате взрыва в Нагасаки (0,51 км от эпицентра
взрыва)

а абон ИЕ сей

р

166 РАЗРУШЕНИЯ СООРУЖЕНИЙ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ ВОЗДУШНЫМ ВЗРЫВОМ

Рис. [\.856.`Характер разрушений колонн и балок в многоэтажном здании
с железобетонным каркасом, вызванных взрывом в Нагасаки (0,58 км от эпи-
центра взрыва)

= . Е в 5 Е.

Рис. 1\.85в. Разрушение здания с железобетонным каркасом взрывом в Нага-
саки; со стороны, обращенной к взрыву, в стеновых бетонных панелях образо-
вались бреши (1,1 км от эпицентра взрыва)

Рис. [\.85г. Разрушение железобетонного здания взрывом в Хиросима; на фо-
тоснимке показано разрушение железобетонных плит крыши и перекры-
тия (0,16 км от эпицентра взрыва)

Многоэтажные здания со стальным каркасом

Г 87. В японских городах, подвергшихся атомной бомбарди-
ровке, было, по-видимому, только одно здание со стальным кар-
касом высотой более двух этажей. Это было пятиэтажное здание
в Нагасаки, находившееся на расстоянии 1,35 км от эпицентра
взрыва (рис. [У.87). Наименее прочной частью этого здания была
крыша, состоявшая из железобетонных плит толщиной 10см и
очень легких стальных стропильных ферм. В результате взрыва
произошло оседание крыши на 0,9 м, что являлось единственным
наиболее крупным повреждением этого здания.

1[\ 88. Здания с железобетонным каркасом, находившиеся на
том же расстоянии от эпицентра взрыва, также не были повреж-
дены. Такое положение не дало возможности получить достаточных
данных для того, чтобы сделать вывод об относительной устойчи-
вости той и другой конструкции. Характер повреждения двухэтаж-
ных зданий со стальным каркасом показан на рис. ГУ.88.

ТЕ ВОЗДУШНЫМ ВЗРЫВОМ
ЖЕН ВЫЗЫВАЕМЫЕ
ЗРУШЕНИЯ СООРУЖЕНИЙ,

АЗРУШЕНИЯ С

(
|
|
|
|

е взрыва
Рис. 1У.87. Многоэтажное здание со стальным каркасом посл
в Нагасаки (слевавс

> к зрыва)
редней части фотоснимка; 1,35 км от эпицентра взр

ЗДАНИЯ КОММЕРЧЕСКОГО И АДМИНИСТРАТИВНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

169

Рис. [У\.88. Двухэтажное здание со стальным каркасом и

железобетонными стеновыми панелями толщиной 18 см

после взрыва в Хиросима; колонны первого этажа обру-

шились и разрушили междуэтажное перекрытие (0,64 км
от эпицентра взрыва)

Здания с несущими стенами

Г\/.89. Небольшие здания с легкими несущими стенами оказы-
вают незначительное сопротивление ударной волне и, как правило,
разрушаются полностью при ядерном взрыве. Более крупные зда-
ния того же типа, но более прочной конструкции с наличием вну-
тренних поперечных стен оказались устойчивее, но и они также по-
лучали сильные повреждения на расстоянии до 2 км от эпицентра
взрыва (рис. ГУ.89а и 6). Даже в тех случаях, когда эти здания

} не обрушивались, в их стенах образовывались трещины, в особен-
ности в местах примыкания поперечных стен. Это указывает на то,
что здания с несущими стенами не обладают достаточной устойчи-

й востью к воздействию больших горизонтальных нагрузок,

|]

170 — РАЗРУШЕНИЯ СООРУЖЕНИЙ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ ВОЗДУШНЫМ ВЗРЫВОМ

м и ы 25.. › 6 в МЕ
Рис. ГУ.89а. Внутренняя часть двухэтажного кирпичного здания с несущими
стенами толщиной 48 см, разрушенного взрывом в Хиросима (1,3 км от
эпицентра взрыва)

Рис. 1У.896. Здание с массивными кирпичными несущими ы \
стенами толщиной 71 см, разрушенное взрывом в Нага- |
саки (0,55 км от эпицентра взрыва)

ЗДАНИЯ КОММЕРЧЕСКОГО И АДМИНИСТРАТИВНОГО НАЗНАЧЕНИЯ 171

Мосты

1\.90. Действию ядерных взрывов в Хиросима и Нагасаки под-
верглись мосты нескольких типов. Деревянные мосты были уничто-
жены главным образом в результате пожаров. Разрушения ме-
таллических мостов были относительно невелики (рис. ГУ.90а, бив).
Металлический балочный мост с железобетонной проезжей ча-

Рис. ГУ.90а. Мост с железобетонной проезжей частью и металлическим про-
летным строением, поврежденный взрывом в Хиросима (80 м от эпицентра
взрыва). Продольные балки снаружи облицованы бетоном. Перила снесены
ударной волной взрыва; проезжая часть повреждена незначительно и допускала
движение по мосту . я

стью, находившийся всего лишь в 80 м от эпицентра взрыва, то
есть примерно в 630 м от центра взрыва, не имел признаков су-
щественных повреждений. По-видимому, под давлением ударной
волны он претерпел только упругую деформацию с очень незначи-
тельным конечным смешением. Конструкции других мостов, нахо-
дившихся на большем расстоянии от эпицентра взрыва, имели зна-
чительные поперечные смещения. На одном из мостов железобе:
тонная проезжая часть была приподнята над пролетным строе-
нием. Это произошло, по-видимому, вследствие отражения удар-
ной волны от поверхности воды.

172 РАЗРУШЕНИЯ СООРУЖЕНИЙ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ ВОЗДУШНЫМ ВЗРЫВОМ

Рис. 1\.906. Металлический ДВ
поврежденный взрывом в Н
моста сдвинуты в результате

вагоны разрушены;

ухпутный мост для трамвайного движения,
агасаки (260 м от эпицентра взрыва). Балки
взрыва на 1 м, рельсы изогнуты, трамвайные
опоры контактной линии не повалены

Рис. 1У.90в. Железобетонный мост с пролетным ст

частично разрушенный взрывом в Нагасаки
менты пролетного строе

сброшены в реку,

ТРАНСПОРТ 173

ТРАНСПОРТ
Трамваи и автомобили

ГУ.91. В японских городах, подвергшихся воздействию ядерных

взрывов, трамвайный парк сильно пострадал от взрывной волны

| и огня, но многие опоры контактной сети уцелели (рис. ГУ.906).
Автобусы и автомобили, находившиеся вблизи эпицентра взрыва,

в результате воздействия ударной волны, огня, а также летящих

ня,
КИ
ые

Рис. ГУ.91. Общий вид разрушений в районе Нагасаки; на переднем плане
видны обломки автомобиля (0,9 км от эпицентра взрыва)

осколков были совершенно выведены из строя. Автомобили, на-
ходившиеся на. достаточном удалении от эпицентра взрыва, по-
страдали сравнительно мало. Так, например, автомобиль амери-
канского производства, находившийся на расстоянии около 900 м
от эпицентра взрыва, был разрушен взрывом и огнем (рис. [У.91),
Другой такой же автомобиль, находившийся на расстоянии 1,8 км,
получил лишь незначительные повреждения.
ГУ.92. Устойчивость автомобилей и автобусов к воздействию
| ядерного взрыва опрелелялась также и при ядерных испытаниях
в штате Невада. Условия этих испытаний несколько отличались от
условий, имевших место в Японии, в особенности в отношении
косвенных повреждений. Ниже указываются величины избыточного

а

174 РАЗРУШЕНИЯ СООРУЖЕНИЙ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ ВОЗДУШНЫМ ВЗРЫВОМ
: реет —

давления, которому подвергались истьтываемые автомобили. Сле-
дует, однако, учитывать, что в большинстве случаев основной при-
чиной, вызывавшей повреждения автомобилей, являлось не избы-
точное давление, а скоростной напор. Поэтому нельзя определять
характер разрушений только по величине избыточного давления,

Рис. 1У.92а. Действие яде сосредоточенные

на открытом й на полевые парки авто-
Й стекол, покраски, вну-
вием светового излучения
те Невада)

. При максимальном
` автомобили полу-
Х легковых авто-

ТРАНСПОРТ 4 75

Рис. [У.926. Повреждения автомобиля, находившегося за домом с деревян-

ным каркасом (избыточное давление 0,35 кг/см?), переднюю часть этого

автомобиля можно видеть на рис. ГУ.14. Несмотря на сильные повреждения,
автомобиль после взрыва мог двигаться своим ходом

дского автобуса, вызванные ядерным взры-
этот автобус, так же как и другой (слева

Рис. 1У.92в. Повреждения горо.
вом (полигон в штате Невада);
на заднем плане), был опрокинут и отброшен на 15 и

176 РАЗРУШЕНИЯ СООРУЖЕНИЙ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ ВОЗДУШНЫМ ВЗРЫВОМ

Рис. ГУ.52г. Повреждения вн
вид показан на рис. Г\.99в),

утреннего оборудования автобуса (внешний

вызванные действием ударной волны и свето-
вого излучения

Аварийные машины

Г\.93. В 1955 г. в штате Невада были испытаны различные
автомобили технической помощи и их оборудование с целью вы-
яснения возможности их использования немедленно после ядер-
ного нападения. В числе таких автомобилей были испытаны: ава-
рийный автомобиль, автомобиль технической помощи службы га-
зовых и электрических сетей, автомобиль технической помощи те-
лефонной службы и некоторые пожарные
из этих автомобилей подвергался в
ния, равного 2,1 кг/см?, два испы.
два — при давлении 0,12 кг/см?
Следует отметить, однако, что
единственным фактором, оп
томашин (см. рис. У1.41в).

ГУ.94. Специальный автомобиль,
давлению 2,1 кг/см?, был полностью уничтожен, и после взрыва
Удалось найти только одно его колесо и часть оси. При избыточ-
ном давлении 0,35 кг/см? тяжелый автомобиль технической по-
мощи энергослужбы, обращенный передней частью к
получил следующие повреждения: было разбито в
помяты обе дверцы и кабина, частично со
дверца инструментального ящика (рис. ГУ.94). Н
ни оборудование автомобиля не пострадали, и

подвергшийся избыточному

и инструменты,
после взрыва он

чении

ТРАНСПОРТ 177

Рис. 1[У.94. Незначительное повреждение тяжелого специального автомобиля
(избыточное давление 0,35 кг /с.и?)

мог двигаться своим ходом. Стоявший на той же дистанции авто-
мобиль с буровым станком, установленный перпендикулярно к на-
правлению распространения ударной волны, был опрокинут и по-
лучил некоторые повреждения, но не вышел из строя. Буровой
станок, прикрепленный болтами к шасси автомобиля, был сорван
с шасси, его бензиновый и водяной баки дали течь.

ГУ.95. Легкий специальный автомобиль энергослужбы и по-
жарный автомобиль, находившиеся в зоне действия избыточного
давления, равного 0,12 кг/см”, получили лишь легкие поврежде-
ния: были выбиты стекла и образовались вмятины.

В обоих случаях оборудование не пострадало, и оба автомо-
биля могли быть использованы сразу после взрыва. Остальные
автомобили различного назначения, подвергшиеся избыточному
давлению 0,07 кг/см?, получили лишь легкие повреждения.

ГУ.96. Приведенные данные позволяют сделать вывод, что ава-
рийные автомобили различных служб имеют прочную конструкцию
и могут противостоять избыточному давлению ударной волны, рав-
ному приблизительно 0,35 кг/см? (а также зависящему от него ско-
ростному напору), оставаясь в рабочем состоянии. Инструменты и
оборудование благодаря размещению их в специальных отделениях
с прочными дверцами или в кузовах автомобилей защищены от не-
посредственного воздействия ударной волны,

о р
12 Действие ядерного оружия

178 РАЗРУШЕНИЯ СООРУЖЕНИЙ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ ВОЗДУШНЫМ ВЗРЫВОМ
нь = ты —=—=„«А«„А

Железнодорожный подвижной состав

ГУ.97. Сильное повреждение железнодорожного подвижного со-
става имело место как при ядерных взрывах в Японии, такси во
время одного из испытаний в штате Невада. Подобно автотранс-
портным средствам, объекты железнодорожного транспорта глав-
ным образом чувствительны к воздействию скоростного напора,
вследствие чего полученные повреждения нельзя объяснить только
воздействием избыточного давления. При максимальном избыточ-
ном давлении 0,14 кг/см? деревянный товарный вагон без груза по-
лучил относительно небольшие повреждения. Такой же груженый
вагон при избыточном давлении 0,28 кг/см? получил более тяжелые
повреждения (рис. ГУ.97а). При избыточном давлении 0,42 кг/см?
пустой товарный вагон весом около 20 т был сорван с тележки и
отброшен примерно на 9 м. Тележка вагона была также сброшена
с рельсов, очевидно, в связи с тем, что она была соединена с ваго-
ном при помощи тормозных тяг. Товарный вагон, загруженный
песком в мешках общим весом 30 Т, находившийся в той же зоне,
остался на рельсах (рис. [У.976). Хотя стенки и крыша вагона
получили сильные повреждения, его ходовая часть оставалась ис-
правной, вагон мог двигаться по рельсам. При давлении 0,5 кг/см?
груженый вагон такого же типа был сброшен с рельсов и опроки-
нут, а при давлении 0,63 кг/см? полностью разрушен.

ГУ.98. Тепловоз весом 46 г был подвергнут воздействию удар-

:. 1
= °

Рис. 1У.97а. Товарный деревянный вагон после ядерного взрыва (избыточное

давление 0,28 ке/см?)

ТРАНСПОРТ 179

Рис. [\.976. Товарный деревянный вагон после ядерного взрыва (избыточное
давление 0,42 кг/см?)

ной волны с избыточным давлением, равным 0,42 кг/см?, во время
работы двигателя. После взрыва двигатель тепловоза продолжал
нормально работать, несмотря на повреждение окон, дверей и сте-
нок тепловоза. Железнодорожный путь при этом давлении повре-

жден. не был.

Транспортные самолеты на аэродромах

1[\.99. Транспортные самолеты получают повреждения уже при
таком низком избыточном давлении ударной волны, как 0,07—
0,14 кг/см?. Можно предполагать, что при избыточном давлении
0,3—0,4 кг/см? они будут полностью разрушаться или приходить
в такое состояние, при котором восстановление их окажется со-
вершенно нецелесообразным. В пределах указанных величин избы-
точного давления главным разрушающим фактором, по-видимому,
является это давление (а не скоростной напор). Однако опыты
свидетельствуют о том, что при одном и том же избыточном давле-
нии ‘самолеты, обращенные носовой частью к месту взрыва, повре-
ждаются меньше, чем самолеты, обращенные к месту взрыва бо-
ковой стороной или хвостовой частью. и я

ГУ.100. Повреждения самолета, обращенного левой стороной
к месту взрыва, при избыточном давлении 0,25 кг/см? показаны на

2%

РАЗРУШЕНИЯ СООРУЖЕНИЙ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ ВОЗДУШНЫМ ВЗРЫВОМ

—.

Рис. [У.100а. Самолет после ядерного взрыва: фюзеляж самолета ориен-
тирован перпендикулярно к направлению распространения ударной волны
(избыточное давление 0,25 кг/см?)

ГУ.1006. Повреждения самолета, обращенного хвостовой частью
в сторону взрыва (избыточное давление 0,17 кг/см?)

ТРАНСПОРТ 181

——

рис. [У.100а. В результате взрыва сильно поврежден фюзеляж са-
молета. Сильно деформировались обшивки фюзеляжа и стабилиза-
торов и капоты моторов. На рис. [\.1006 показаны повреждения
самолета, ориентированного хвостовой частью к месту взрыва и
подвергшегося деиствию максимального избыточного давления
0,17 кг/см?. Как видно из рисунка, общивка вертикального стабили-
затора, горизонтальных стабилизаторов, поверхности крыла выше
элеронов и наружные части крыла были смяты. Деформированы

оны вертикального стабилизатора и каркас фюзеляжа около
кабины.

Суда

ГУ.101. Данные о воздействии воздушной волны на суда и их
оборудование были получены в результате испытания «Эйбл»
(взрыв в воздухе атомной бомбы с тротиловым эквивалентом
20 тыс. т) у Бикини в июле 1946 г. По имеющимся данным, суда
всех типов, находившиеся на расстоянии 0,75—0,9 км от эпицентра
взрыва, т. е. подвергшиеся максимальному избыточному давлению
приблизительно от 0,7 до 0,84 кг/см?, были серьезно повреждены
(рис. ГУ.101а и 6) или потоплены. Умеренные повреждения были
нанесены судам, находившимся на расстоянии 1,35 км (максималь-
ное избыточное давление равно 0,4 кг/см?), а в радиусе 1,8 км (ма-
ксимальное избыточное давление равно 0,28 кг/см?) наблюдались
лишь мелкие повреждения.

ГУ.102. В случаях, когда корабль оставался на плаву, его ма-
шинное оборудование оказывалось неповрежденным. Исключением
являются котлы и вытяжные устройства, легко повреждающиеся
ударной волной, что и явилось в большинстве случаев основной
причиной постановки судна на ремонт. Котлы серьезно поврежда-
лись на расстоянии до 0,8 км; на расстоянии до 1,2 км поврежде-
ния были умеренными, а на расстоянии до 1,5 км — легкими. Этим
расстояниям соответствуют величины избыточного давления, равные
соответственно 0,77, 0,56 и 0,35 кг/см?. )

Г\У.103. Задраивание иллюминаторов перед ядерным взрывом не
предохраняло от серьезных повреждений легкие конструкции и чув-
ствительное к ударной нагрузке оборудование, находившееся вну-
три судна. Возможно, что эти повреждения можно было бы осла-
бить при помощи амортизационных устройств.

ГУ.104. Особенно сильно повреждаются при ядерном взрыве ни-
чем не защищенные палубные надстройки (рис. 1У.104а и 6).
Мачты, рангоуты и радиолокационные антенны очень чувстви-
тельны к нагрузке торможения, и поэтому повреждения, испытыва-
емые ими, определяются главным образом скоростным напором и
длительностью положительной фазы ударной волны. Следует счи-
тать, что характер воздействия взрыва на аналогичные наземные
объекты будет такой же,

182 РАЗРУШЕНИЯ СООРУЖЕНИЙ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ ВОЗДУШНЫМ ВЗРЫВОМ

Рис. [У.101а. Американский военный корабль Криттенден после испытаний
„Эйбл“; взрывом вызваны умеренные ен (0,75 км от эпицентра
взрыва

ТРАНСПОРТ

Рис. [\.1016. Характер повреждений палубных надстроек военного корабля
сломанные мачты, деформированные

Криттенден; на фотоснимке видны
трубы и поврежденный мостик

Зв ЧЕ

184 РАЗРУШЕНИЯ СООРУЖЕНИЙ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ ВОЗДУШМНЫМ ВЗРЫВОМ

Рис. 1\.104а. Повреждения в носовой части военного корабля Криттенден,
вызванные ядерным взрывом „Эйбл“

ТРАНСПОРТ | 185

Рис. [У.1046. Повреждения на корме

186 РАЗРУШЕНИЯ СООРУЖЕНИЙ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ ВОЗДУШНЫМ ВЗРЫВОМ

——

КОММУНАЛЬНЫЕ СООРУЖЕНИЯ И СРЕДСТВА СВЯЗИ

Линии электропередач

ГУ.105. При ядерных взрывах в Японии сильно пострадали так-
же линии электропередач. Столбы воздушных линий электропере-
дач были уничтожены взрывной волной или огнем. Воздушные ли-
нии сильно пострадали на расстоянии до 2,7 км от эпицентра
взрыва (рис. [У.105). Подземные линии электропередач постра-
дали мало. Переключатели и трансформаторы получили поврежде-
ния главным образом в результате разрушения зданий, в которых
они находились. Повреждения электромоторов и генераторов вы-
зывались пожарами.

ГУ.106. Во время испытаний 1955 г. в штате Невада довольно
подробному изучению подвергся вопрос о действии ядерного взрыва
на систему электроснабжения. Целью этого изучения было: 1) опре-
делить, при каком максимальном давлении ударной волны стан-
дартное электрооборудование практически не повреждается;
2) определить масштабы и характер повреждений, которые можно
ожидать при ядерном нападении; 3) определить характер ремонт-
ных работ, необходимых для возобновления подачи электроэнер-
гии в районах, где жилые дома и предприятия окажутся после
взрыва в удовлетворительном состоянии, допускающем их исполь-
зование после некоторого ремонта. Для этого были подготовлены
две одинаковые системы электроснабжения, одна из которых
должна была подвергнуться избыточному давлению ударной волны
около 0,42 кг/см?, а другая — 0,12 кг/см?. Следует: напомнить, что
при давлении ударной волны, равном примерно 0,12 ке/см?, типич-
ным американским жилым домам наносятся легкие повреждения,
допускающие быстрое их восстановление.

[\.107. Каждая из испытывавшихся энергосистем состояла из
высоковольтной (69 тыс. в) линии электропередачи, имевшей сталь-
ные опоры и подключенной к обычной наружной трансформатор-
ной подстанции и типичной воздушной распределительной линии,
присоединенной к трансформаторной подстанции и подвешенной на
15 деревянных столбах (высота столбов 13,5 м; столбы заглублены
в землю на 1,8 м). От этой линии шли вводы, подключенные к 0б0-
рудованию, установленному в некоторых из домов, испытание ко-
торых было описано выше. Такие энергосистемы обычно применя-
ются в населенных пунктах городского типа. :

Наряду с этим испытывалось также оборудование, применяемое
для энергоснабжения крупных промышленных предприятий. Оно
было представлено высоковольтной линией электропередачи на
69 тыс. в с высоковольтным распределительным устройством, с мас-
ляными выключателями и трансформатором.

ГУ.108. При избыточном давлении ударной волны ядерного
взрыва, равном 0,35 кг/см?, система электроснабжения пострадала

ие ыиы и
ион

КОММУНАЛЬНЫЕ СООРУЖЕНИЯ И СРЕДСТВА СВЯЗИ 187
—щ—_——

Хи-
вызванное взрывом в
оры электросети,
ща Е — от эпицентра взрыва)

7

188 РАЗРУШЕНИЯ СООРУЖЕНИЙ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ ВОЗДУШНЫМ ВЗРЫВОМ

не очень сильно. По своему характеру повреждения напоминали
последствия сильных ураганов. Помимо непосредственного воздей.
ствия ударной волны, некоторые повреждения энергосистемы были
вызваны ударами летящих предметов.

ГУ.109. Повреждение высоковольтной линии в результате взрыва
заключалось в падении одной из опорных мачт, а В связи с этим
и части проводов (рис. ГУ.109а), Следует отметить, что конечная

Рис. 1\.109а. Падение мачты высоковольтной линии электропередачи,
вызванное взрывом ядерного заряда с тротиловым эквивалентом
30 тыс. т — полигон в штате Невада (избыточное давление 0,35 кг/см?)

опора, которая была значительно тяжелее и прочнее, и еще одна
опора несколько более прочной конструкции были повреждены не-
значительно (рис. 1У.1096). В некоторых районах США применя-
ются опоры подобной тяжелой конструкции. Однако сооружения
этого типа чувствительны к скоростному напору, поэтому величина
избыточного давления не является единственным фактором, опре-
деляющим степень повреждения.

ГУ.110. Трансформаторная подстанция в результате воздействия
уларной волны получила сравнительно небольшие повреждения.
В результате взрыва был сильно разбит металлический контейнер,
в котором помещались измерительные приборы, батареи и реле;
однако в чрезвычайных условиях энергосистема может функцио-
нировать и без подстанции с ее оборудованием; 4-киловольтные
регуляторы были смещены взрывом со своих бетонных оснований,

р

КОММУНАЛЬНЫЕ СООРУЖЕНИЯ И СРЕДСТВА СВЯЗИ 189
р! БНЫЕ СООРУЖЕ И СРЕДС свя:

что привело к нарушению их контак

аккумуляторных батарей были в м
Е не приведена в полную негодность. В то рае и
реле, и льные и другие п

тать разбитых а о пе РВВ = ыы
статочно удовлетворительном состоянии, допускавшем ВЫ
цию при неавтоматическом (ручном) управлении. При ана и.
кумуляторных батарей можно было бы возобновить раб
матическим управлением, в

Рис. 1\/.1096. Конечные опорные мачты высоковольтной линии электро-

передачи после ядерного взрыва на. полигоне в штате Невада (тротило-
вый эквивалент 30 тыс. 1, избыточное давление 0,35 кг/см?)

[\.111. Из 15 деревянных столбов, использованных для подвески
проводов, соединявших подстанцию с потребителями, четыре были
сломаны и повалены, а два сильно повреждены (рис. 1У.1). Па-
дение столбов отчасти объяснялось весом и прочностью проводов.
Другие повреждения были, видимо, получены в результате ударов
летящих предметов.

Г\У.112. Некоторые распре
взрыва были сорваны со стол
провода и вводы. Другие тра

делительные трансформаторы силой
бов; были сорваны также вторичные
нсформаторы, концевые муфты, раз-
рядники, выключатели, воздушные кабели остались неповрежден-
ными. Для восстановления этой линии необходимо произвести не-
которые ремонтные работы, которые, по-видимому, можно закон-
чить приблизительно за одни сутки с использованием обычных
материалов; имеющихся на складах электрических компаний.

|
|

|

190 РАЗРУШЕНИЯ СООРУЖЕНИЙ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ ВОЗДУШНЫМ ВЗРЫВОМ

Рис. 1У.111. Столбы линии электропередачи, поваленные ядерным взры-
вом в штате Невада (тротиловый эквивалент 30 тыс, т, избыточное да-
вление 0,35 хг/см?)

Газовые, водопроводные и канализационные сети.

ГУ.113. Система коммунального хозяйства Нагасаки была ана-
логична системам, существующим в более мелких городах США,
за исключением того, что в канализационной системе Нагасаки
использовались также открытые каналы. Наиболее значительный
ущерб был нанесен системе водоснабжения, благодаря чему вести
борьбу с пожарами было почти невозможно. Давление воды в во-
допроводе упало в результате разрыва труб внутри зданий или в
местах ввода их в здания и сооружения. Подземные магистрали не
повреждались. Единственным исключением был разрыв чугунной
12-дюймовой водопроводной магистрали, проложенной на участке
с насыпным грунтом, на глубине 0,9 м. На поверхности этого участ-
ка образовался ряд углублений. Разрыв трубы, вероятно, произо-
шел вследствие наличия этих углублений, а также вследствие
неравномерного смещения магистрали (рис. [У.113а и 6).

Г\.114. При ядерных взрывах в Японии не было отмечено зна-
чительных повреждений резервуаров и очистных сооружений. Эти
сооружения, как и всюду, были расположены далеко за городом
и оказались поэтому практически вне зоны деиствия взрыва.

[У.115. Газгольдеры, расположенные на расстоянии до 1,8 км
от эпицентра взрыва, были серьезно повреждены, а хранившийся

—Ы—

КОММУНАЛЬШЫВ СООРУЖЕНИЯ И СРЕДСТВА СВЯЗИ

Рис. [У.11За. Четырехдюймовый запорный вентиль водопроводной маги-
страли, поврежденный при взрыве в Хиросима обломками кирпичной стены
(0,34 км от эпицентра взрыва)

Рис. 1У.1136. Повреждение 16-дюймовой водопроводной магистрали, про-
ложенной по мосту (Хиросима, 0,34 км от эпицентра взрыва)

192 РАЗРУШЕНИЯ СООРУЖЕНИЙ. ВЫ ЧЕ
И ов: , 1ВАЕМЫЕ ВОЗДУШНЫМ ВЗРЫВОМ

——

=

Рис. [У.115. Газгольдер,
гасаки (1 км от эпицентра взрыва)

разрушенный в результате ядерного взрыва в На-

в них газ загорелся. Однако взрывов газа не произошло
(рис. ГУ.115)..Подземные газовые магистрали от ядерного взрыва,
по-видимому, не: пострадали.

Установки для подачи природного и искусственного газа

.‚ ГУ.116. При испытаниях 1955 г., проведенных в штате Невада,
производилось также определение характера возможных поврежде-
ний устройств, предназначенных для снабжения природным и ис-
кусственным газом. При этом предполагалось, в частности, собрать
данные о действии ударной волны на важнейшие подземные устрой-
ства типовой газораспределительной системы. р

Т\.117. Были испытаны два типа участков газовой сети. Каж-
дый из этих двух типов был представлен двумя одинаковыми участ”
ками сети. Одна система представляла собой обычную подземную
транспортирующую и распределительную главную магистраль, с0°
стоящую из 6-дюймовых стальных и чугунных труб, проложенных
на глубине 0,9 и с обычными вспомогательными устройствами.

КОММУНАЛЬНЫЕ СООРУЖЕНИЯ И СРЕДСТВА СВЯЗИ 193

6-дюймовые вентили газопроводов, снабженные защитными кожу-
хами, были смонтированы в кирпичных или бетонных смотро-
вых колодцах. 6-дюймовый регулятор низкого давления находился’.
в подземной камере. Одна подземная газовая магистраль этого
типа была проложена в зоне, где избыточное давление ударной
волны составляло около 2,1 кг/см?, а другая — в зоне с избыточным
давлением 0,35 кг/см?. Следует отметить, что при избыточном дав-
лении 2 кг/см? полностью разрушаются все гражданские сооруже-
ния обычного типа.

ГУ.118. Вторая система представляла собой участок обычной
распределительной сети, который включал в себя отрезок главного
стального газопровода длиной 6 м с присоединенными к нему от-
ветвлениями, доведенными до потребителей. Распределительные
газопроводы состояли из стальных, медных и пластмассовых труб;
эти газопроводы выводились на поверхность у стен домов-потреби-
телей, где они присоединялись к редукторам и счетчикам и затем
на высоте 0,6 м вводились в стену дома. Концы медных и пласт-
массовых труб заделывались в стене, чтобы в случае смещения
стены с фундамента они были бы подвергнуты воздействию соот-
ветствующей нагрузки. Стальная труба также заделывалась внутри
стены, но, кроме того, она присоединялась снаружи к трубе, кото-
рая на уровне земли была проложена с задней стороны дома, где
присоелинялась к внутренней системе труб. Это последнее соедине-
ние осуществлялось при помощи гибкой бесшовной бронзовой
трубы, которая при помощи патрубка проходила через стену зда-
ния. В нескольких домах были установлены обычные газовые при-
боры; некоторые из них были присоединены к внутренним трубо-
проводам. Один из участков распределительной сети подвер-
гался воздействию избыточного давления 0,35 кг/см? и другой —
0,12 кг/см?. ы

1\!.119. Ни одна из подземных газовых магистралей не постра-
дала существенно от ударной волны. В зоне, где избыточное давле-
ние составило 2,1 кг/см?, был погнут 1,5-дюймовый вывод для изме-
рения давления и сорваны маховик и крышка вентиля. В той же
зоне чуть ниже поверхности земли были срезаны две 4-дюймовые
вентиляционные трубы подземных регуляторных камер. В местах
соединений труб и вентилей появилась незначительная утечка газа,
вызванная, по всей вероятности, сотрясением в грунте, происшед-
шим в результате воздействия ударной волны.

Г\.120. В зоне с избыточным давлением 0,12 кг/см*, где не было
серьезных повреждений домов, распределительная сеть как внутри,
так и снаружи зданий не пострадала, не были повреждены также
редукторы и газовые счетчики. В двухэтажном кирпичном доме,
разрушенном вследствие воздействия избыточного давления, рав-
ного 0,35 кг/см? (см. $ ГУ.30), трубы в подвале были смещены и по-
гнуты вследствие обрушения первого этажа. Счетчик и регулятор
давления не были повреждены, хотя сам счетчик был сорван со

13 Действие ядерного оружия

ВОЗДУШНЫМ ВЗРЫВОМ

—

194 — РАЗРУШЕНИЯ СООРУЖЕНИЙ, ВЫЗЫВА

своего места и упал на землю. Остальное оборудование газовой
магистрали не пострадало.

Г\У.121. Газовые приборы, такие, как холодильники, плиты, ком-
натные камины, сушилки для одежды и водонагреватели, в резуль-
тате взрыва получили умеренные повреждения, вызванные в основ-
ном разрушением зданий, в которых они были установлены. Наблю-
далось смещение этих приборов со своих мест и нарушение их со- |
единений с трубами. Однако даже в обрушившемся двухэтажном
кирпичном здании опрокинутые холодильник и газовая плита, по- |
видимому, оставались в исправном состоянии, хотя и были погре- |
бены под обломками. Из этого можно сделать общий вывод, что бы-

|
|

-—_-

товые газовые (так же, как и электрические) приборы, находя-
щиеся в домах, не получивших тяжелых повреждений, будут оста-
ваться в исправном состоянии.

ГУ.122. Судя по всему, мало что можно сделать для придания
большей устойчивости системе газораспределения. Чтобы умень-
шить утечку газа в связи с нарушением герметичности в местах
соединений труб, вызываемым сотрясением грунта, можно рекомен- {
довать усилить герметизацию этих мест и заменить уплотнитель- |
ные материалы. Прокладывание распределительных газопроводов, |
а также установку вентилей, регуляторов и контрольных приборов |
целесообразно производить как можно глубже, чтобы свести к ми- |

нимуму повреждения, вызываемые ударной волной и летящими
предметами.

Установки со сжиженным нефтяным газом
}
|

ГУ.123. Во время испытаний 1955 г. было произведено опреде- |
ление устойчивости к действию ударной волны ядерного взрыва
различных типов газораспределения от резервуаров со сжиженным |

|

нефтяным газом. Такие системы используются в пригородах, на
отдельных фермах, на крупных складах, в промышленных и комму-
нальных предприятиях. Интересно было установить, в какой мере
можно рассчитывать на использование сжиженного нефтяного газа

в качестве топлива в условиях, создающихся после ядерного на-
падения.

ших промышленных газовых установок: 1) система, состоящая из
двух стандартных взаимозаменяемых баллонов, содержащих 45 кг
газа каждый, и 2) резервуар емкостью 1900 л, наполняемый из
автоцистерн. Некоторые из этих резервуаров были установлены на
открытой местности, другие были присоединены при помощи мед- |
ных или стальных труб к внутренней газовой сети домов, подверг-
шихся при взрыве воздействию избыточного давления 0,35 кг/см?
и 0,12 ке/см?. Некоторые газовые установки испытывались при из-

ГУ.124. Испытывались два вида обычных бытовых или неболь- |

КОММУНАЛЬНЫЕ СООРУЖЕНИЯ И СРЕДСТВА СВЯЗИ 195

быточном давлении ударной волны 1,75 и 0,7 кг/см?. В этих слу-
чаях трубы от газовых контейнеров пропускались через бетонную
стенку, имитировавшую стену дома.

ГУ.125. Кроме описанных выше устройств, в зоне с избыточным
давлением 0,35 кг/см? было установлено. хранилище сжиженного
газа. Комплекс сооружений хранилища включал в себя резервуар
емкостью 68 м3, в котором содержалось 58 360 л пропана, компрес-
сор, помещение для наполнения баллонов, склад газовых баллонов.
Кроме того, в хранилище имелись необходимые вспомогательные
принадлежности (вентили, шланги и соединительные трубопро-
воды).

ГУ.126. При избыточном давлении 1,75 кг/см? сильнее всего по-
страдала установка со спаренными газовыми баллонами; при этом
были сорваны регуляторы давления и отброшены в стороны газо-
вые баллоны. Один из баллонов был отброшен на 600 м; этот бал-
лон был сильно помят, однако его можно было использовать. При
максимальном избыточном давлении 1,75 и 0,7 кг/см? соединения
между отдельными элементами испытывавшихся газовых устано-
вок, как правило, нарушались, но обычно они могли быть вновь
использованы. При избыточном давлении 0,35 кг/см? повреждения
газовых баллонных установок в основном вызывались ударами ле-
тящих предметов и обломков, образовавшихся в результате по-
вреждения тех домов, к которым они были присоединены. Детали
этих установок, за исключением медных труб, в результате взрыва
пострадали мало и оставались в исправном состоянии. При избы-
точном давлении 0,12 кг/см? баллоны со сжиженным газом не по-
лучили каких-либо повреждений и не были также смещены со своих
мест. Только в одном из испытывавшихся баллонов возникла не-
большая течь вследствие пробивания баллона, вызванного ударом
острого предмета.

ГУ.127. Резервуары емкостью 1900 л оказались очень прочными
и пострадали мало от взрыва. Резервуар, расположенный ближе
всего к месту взрыва, под действием ударной волны был отброшен
на 200 м, но, тем не менее, получил только наружные повреждения,
которые не препятствовали его дальнейшему использованию. У это-
го резервуара был поврежден вентиль, используемый при напол-
нении, но благодаря наличию внутреннего запорного вентиля
утечки газа при этом не произошло. Резервуар, подвергшийся из-
быточному давлению 0,7 кг/см”, был т на 1,5 м, но т не
пострадал. При давлении 0,35 и 0,12 кг/см р не были
сдвинуты со своих мест и не пострадали (см. рис. ГУ.38).

ГУ.128. При избыточном давлении 0,35 ке/см? оборудование хра-
нилища сжиженного газа емкостью 68 м? получило небольшие по-
вреждения. Помещение для наполнения баллонов было Гаю
полностью; весы для взвешивания баллонов были рат
провод был разорван в месте его ввода в помещение (рис, [У.128).

13*

196 РАЗРУШЕНИЯ СООРУЖЕНИИ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ ВОЗДУШНЫМ ВЗРЫВОМ

Рис. 1У.128. Верхний фотоснимок — хранилище сжиженного нефтяного
газа и оборудование для заправки перед ядерным взрывом. Нижний фо-
тоснимок — эти же объекты после взрыва (избыточное давление 0,35 г/см?)

”

2)

КОММУНАЛЬНЫЕ СООРУЖЕНИЯ И СРЕДСТВА СВЯЗИ 197

Однако эти повреждения не вывели установку из рабочего состоя-
ния, так как основное оборудование находилось снаружи и суще-
ственно не пострадало. Все вентили и почти все трубопроводы
установки остались целыми, и никакой утечки газа не произошло.
Установку легко было бы вновь ввести в действие при условии вос-
становления силового агрегата. При отсутствии возможности запу-
стить насос жидкий пропан мог поступать из резервуара само-
теком.

Г\У.129. На основании результатов этих испытаний можно сде-
лать вывод о том, что стандартное оборудование установок со
сжиженным газом, за исключением медных трубопроводов, отли-
чается высокой прочностью. Поэтому нарушения в подаче газа
в результате ядерного нападения, по всей вероятности, будут но-
сить местный и незначительный характер. В связи с этим сжижен-
ный газ может оказаться очень полезным топливом в чрезвычай-
ных условиях. Там, где сжиженный газ применяется в качестве
топлива, снабжение газом при взрыве, по-видимому, не будет на-
рушено при условии, если сам дом не получит при этом сильных
повреждений. ,

Оборудование связи

ГУ.130. Учитывая совершенно очевидную необходимость сохра-
нения оборудования связи после ядерного нападения, в 1955 г.
ь штате Невада были испытаны следующие виды такого оборудо-
вания: подвижные системы и агрегаты радиосвязи, стандартный
радиовещательный передатчик, антенные мачты, бытовые радио-
приемники ни телевизоры, телефонное оборудование (включая не-
большой телефонный коммутатор), громкоговорители и сирены.
Некоторые виды этого оборудования были установлены в зоне,
где максимальное избыточное давление составляло 0,35 кг/см?;
в зоне с избыточным давлением 0,12 кг/см? в большинстве случаев
испытывалось по две однотипные установки. При избыточном дав-
лении 0,12 кг/см? повреждения оборудования связи были столь не-
значительны, что о них не стоит и говорить. Радиусы зон повреж-
дений оборудования связи зависят не только от избыточного дав-
ления, но также и от других факторов. Значения этих радиусов

могут быть найдены из таблиц, приведенных в главе У\1.

ГУ.131. В зоне действия избыточного давления 0,35 кг/см?, где
испытанные типовые дома подвергались полному разрущению, обо-
рудование связи оказалось довольно устойчивым к действию воз-
душной волны. Стандартные радиоприемники, телевизоры и по-
движные радиостанции оставались после ядерного взрыва в рабо-
чем состоянии, хотя и были покрыты обломками, а в некоторых
случаях повреждены снаружи летящими предметами или сброшены

198 РАЗРУШЕНИЯ СООРУЖЕНИЙ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ ВОЗДУШНЫМ ВЗРЫВОМ

вниз с высоты нескольких футов. Ни вакуумные лампы, ни теле.
визионные трубки не были разбиты. Сильно пострадала только одна
радиостанция, смонтированная на автомобиле, которая была раз-
давлена упавшей дымовой трубой.

Рис. 1У.132. Разрушение легкой антенной мачты высотой 36 м (избы-
точное давление 0,35 хг/см?) при взрыве ядерного заряда с тротиловым
эквивалентом 30 тыс. т

[\/.132. Антенная мачта высотой 45 м, дополнительно закреп-
ленная растяжками, осталась неповрежденной, другая антенная
мачта высотой 36 м, более легкой конструкции, не имевшая растя-
жек, была сломана на высоте 12 м и упала на землю (рис. Г\.132).
Это было единственным серьезным повреждением испытывавшегося

оборудования,

КОММУНАЛЬНЫЕ СООРУЖЕНИЯ И СРЕДСТВА СВЯЗИ

199

ГУ.133. Антенны радиостанций, находившиеся на мачтах, до-
вольно хорошо выдержали воздействие ударной волны; была по-
вреждена только антенна, установленная на мачте без растяжек,
сломавшейся при взрыве. Антенны телевизоров вследствие их
легкой конструкции пострадали в наибольшей степени. Некоторые
из них были погнуты в результате действия ударной волны. или
вследствие обрушения зданий, на которых они были установлены.
Поскольку при избыточном давлении 0,35 кг/см? здания обычно
разрушались полностью, выход из строя телевизионных антенн на
этих зданиях не имеет большого’ значения.

Г\У.134. Следует отметить, что во многих случаях телефонная
связь и энергоснабжение оборудования связи осуществляются при
помощи воздушных линий, поэтому при падении столбов, что
иногда имело место (см. $ [У.111), нарушается и работа связи. '
После необходимого ремонта оборудование связи снова удовлетво-
рительно работало. Можно считать, что снабжение электроэнер-
гией является наиболее слабым звеном в системе мероприятий по
обеспечению работы средств связи.

Выводы

ГУ.135. В главе УТ приводятся более подробные данные о соот-
вошении между расстояниями от эпицентра ядерного взрыва и ха-
рактером разрушений, вызываемых взрывами различной мощности,
но можно пользоваться также упрощенными сводными данными,
приведенными в табл. ГУ.135а и 6. Данные этих таблиц относятся
к так называемым типичным воздушным взрывам с тротиловым
эквивалентом 20 тыс. ти 1 млн. т. Эти данные были получены на
основании результатов обследования районов взрывов в Японии,
а также на основании результатов ядерных испытаний и произве-
денных расчетов. Поскольку здания, даже одного типа, всегда не-
сколько различаются между собой по конструкции и качеству
строительства, можно считать, что данные, приведенные в таблицах,
относятся к средним сооружениям. Одни сооружения могут ока-
заться менее прочными, другие более прочными по сравнению со
средними; это необходимо учитывать при использовании таблиц.
Следует учитывать также и влияние высоты взрыва на характер
разрушений. Для большей полноты данных таблицы в нее вклю-
чены сведения о некоторых характерных свойствах ударных волн
на различных расстояниях от эпицентра взрыва. Указанные в таб-
лице величины скоростного напора относятся только к горизон-
тальной составляющей (см. $ 1.95).

200

РАЗРУШЕНИЯ СООРУЖЕНИЙ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ ВОЗДУШНЫМ ВЗРЫВОМ

Таблица [У.135а

Радиусы зон повреждений (разрушений), вызываемых типичным
воздушным взрывом мощностью 20 тыс. 12

м

Макси-
мальная
скорость

движения
воздушной
срелы,

Продол-
житель-
ность по-
ложитель-
ной фазы,
сек

Макси-
мальный
скорост-
ной
напор,
кг]см?

Макси-
мальное
избыточ-

ное давле-
ние,
кг/см?

Е)

Расстоя-

ние от

пицентра

взрыва,
км

Характер повреждений

м/сек
мФ—

Более
4,2

Мелкие повреждения окон и
дверей; средние повреждения
штукатурки в зоне радиусом
до 6,4 км; стекла могут быть
выбиты на расстоянии до
14,5 км.

Легкие повреждения резер-
вуаров для хранения жидкого
топлива (заполненных).

Средние повреждения домов
с деревянным каркасом.

Возгорание легковоспламе-
няемых материалов.

Легкие повреждения радио-
и телевизионных мачт; легкие
повреждения фабричных труб.
Средние повреждения про-
мышленных зданий с легким
стальным каркасом и легкими
стенами.

Сильные повреждения домов
с деревянным каркасом.

Легкие повреждения авто-
транспорта; средние повреж-
дения мачт радио- и телеви-
зионных передатчиков.

Средние повреждения про-
мышленных зданий со сталь-
ным каркасом и легкими стен-
ками.

Значительные повреждения
воздушных линий связи и
электросетей.

Разрушение домов с дере-
вянными каркасами.

Легкие повреждения шос-
сейных и железнодорожных
мостов со сквозными фермами.

Средние повреждения кир-
пичных домов с несущими сте-
нами (многоквартирные дома).

Средние повреждения адми-
нистративных зданий со сталь-
ным каркасом и легкими сте-
нами.

Средние повреждения мно-
гоэтажных зданий с железо-
бетонным каркасом и стенами.

КОММУНАЛЬНЫЕ СООРУЖЕНИЯ И СРЕДСТВА СВЯЗИ 201

Продолжение
а: г а а
Макси- Пролол- +
мальная | житель. | мальыый | оон | Расетол-
скорость | ность по- | скорост- | избыточ- ЗАЕ01
движения | ложитель- ной ное давле- | ЭПицентра Характер повреждений
ня ной фазы, | напор, ние, взрыва,
Е сек кг/см? кг/см? км
О ЕЕ ПО ак о о
: Окон С
уж и ильные повреждения мно-
дения гоквартирных кирпичных до-
аду сом , мов с несущими стенами.
УТ быть 104,6 0,78 0,085 0,53 1,29 Средние повреждения зда-
ии до ний с железобетонным карка-
сом и легкими стенами; сред-
, резер- ние повреждения шоссейных
киДкого и железнодорожных мостов.
. Сильные повреждения про-
ДОМ мышленных зданий со сталь-
ов ным каркасом средней проч-
'. ности.
‘пламе- | Сильные повреждения мно-
| гоэтажных сооружений с же-
радио- | лезобетонным каркасом и
легкие } стенами.
х труб.
я про- 131,4 0,71 0,15 0,7 0,97 Средние повреждения мно-
легким } гоэтажных сооружений с мас-
егкими : сивными несущими стенами.
. Средние повреждения авто-
домов транспорта.
} Сильные повреждения адми-
` авто- нистративных зданий со сталь-
й ным каркасом и легкими сте-
овреж : нами.
гелевн- Сильные повреждения резер-
| вуаров для хранения жид-
я про- ; кого топлива (заполненных).
сталь"
стен | 170,6 0,64 0,24 0,98 0,54 Сильные повреждения авто-
| транспорта.
‹дения | Средние повреждения желе-
[Зи и 3 зобетонных взрывоустойчивых
а сооружений без окон.
. дере” Сильные повреждения или
разрушение всех других (на-
шос" ' земных) сооружений.
жных
‚мами. | 136,7 0,55 0,17 1,68 0,32
| 5иР.
и Ста).
дома ]
| ми" 1 0 Эпицентр воздушного взры-
2. ль: ва мощностью 20 тыс. т.
218
И
мно
лезо"

90 РАЗРУШЕНИЯ СООРУЖЕНИЙ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ

ВОЗДУШНЫМ ВЗРЫВОМ
вы = — в

Таблица 1У.1356

Радиусы зон повреждений (разрушений), вызываемых типичным
воздушным взрывом мощностью 1 млн. 1

м—жЖЖШ

Макси-
мальная
скорость
воздуш-

ной
среды,

Продол-
житель-
ность по-
ложитель-
ной фазы,
сек

Макси- Макси-
мальный | мальное
скорост- | избыточ-
ной ное давле-
напор, ние,
кг/см? кг/см?

Расстоя-
ние до
эпицентра Характер повреждений
взрыва,

км

‚м/сек

0,0056

0,009

Более Легкие повреждения окон и

16 дверей, средние повреждения
штукатурки в зоне радиусом
до 24 км; стекла могут быть
выбиты на расстоянии до 48 км.

Легкие повреждения резер-
вуаров для хранения жидкого
топлива (наполненных).

Возгорание жидкого топ-
лива.

Средние повреждения домов
с деревянным каркасом.

Легкие повреждения радио-
и телевизионных. мачт.

Легкие повреждения фаб-
ричных труб.

Средние повреждения про-
мышленных ‘зданий с легким
стальным каркасом и легкими
стенами.

Легкие повреждения авто-
транспорта

Средние повреждения ра-
дио- и телевизионных мачт.

Сильные повреждения домов
с деревянным каркасом.

Средние повреждения про-
мышленных зданий со сталь-
ным каркасом средней проч-
ности и легкими стенами.

Значительные повреждения
воздушных линий связи и
электросетей.

егкие повреждения шоссей-
ных и железнодорожных мо-
стов со сквозными фермами.

Средние повреждения адми-
нистративных зданий со сталь-
ным каркасом и легкими сте-
нами.

Разрушение домов с дере-
вянным каркасом.

Средние повреждения мно-
гоквартирных кирпичных до-`
мов с несущими стенами,

КОММУНАЛЬНЫЕ СООРУЖЕНИЯ И СРЕДСТВА СВЯЗИ

203

Продолжение

=

Макси-
мальная
СКОРОСТЬ | несть по-
и ложитель-
среды, р
| м|сек
|

101,9 2,9
;
}
}
|

1417 2,6
| 153 21

Макси-
мальный
скорост-

0,084

0,18

0.22

Макси-
мальное
избыточ-
ное давле-
ние,
кг/см*

0,52

0,77

1,4

Расстоя-
ние до
эпицентра
взрыва,
км

4,8

3,2

1,6

актер повреждений

Средние повреждения мно-
гоэтажных сооружений с же-
лезобетонным каркасом и
стенами.

Сильные повреждения мно-
гоквартирных кирпичных до-
мов с несущими стенами.

Средние повреждения домов
с железобетонным каркасом и

легкими стенами.

Средние повреждения: шос-
сейных и железнодорожных
мостов со сквозными фер-
мами.

Сильные повреждения про-
мышленных зданий со сталь-
ным каркасом средней проч-
ности и легкими стенами.

Сильные повреждения мно-
гоэтажных зданий с железо-
бетонным каркасом и стенами.

Средние повреждения мно-
гоэтажных зданий (сооруже-
ний) с массивными несущими
стенами.

Сильные повреждения адми-
нистративных зданий со сталь-
ным каркасом и легкими сте-
нами.

Средние повреждения авто-
транспорта.

Сильные повреждения ре-
зервуаров для хранения жид-
кого топлива (заполненных).

Сильные повреждения авто-
транспорта.

Средние повреждения взры-
воустойчивых железобетонных
сооружений без окон.

Сильные повреждения или
разрушение всех других на-
земных сооружений.

Эпицентр воздушного взрыва
мощностью | млн. т.

ГЛАВА У

ДЕЙСТВИЕ НАЗЕМНЫХ, ПОДЗЕМНЫХ И ПОДВОДНыЫх
ВЗРЫВОВ

ХАРАКТЕРИСТИКИ НАЗЕМНОГО ВЗРЫВА

Воздушная ударная волна

У.1. В данной главе будут рассмотрены некоторые из эффек-
тов, сопровождающих ядерные взрывы, произведенные на поверх-
ности (или вблизи поверхности) земли, под землей и под водой,
в частности, будут освещены вопросы, связанные с действием
волны сжатия (ударной волны), образовавшейся в результате бы-
строго расширения чрезвычайно горячих и сильно сжатых газов
в огненном шаре (см. главу П).

\.2. Сначала будет рассмотрен случай наземного взрыва, т. е.
взрыва, происходящего на самой поверхности земли (контактный
взрыв) или на некоторой высоте, равной или меньшей такой вы-
соты, при которой огненный шар (в период максимальной его
яркости) касается земли. Хотя некоторая доля энергии такого

эпицентра. Действительно, как показано в главе Ш, в случае кон-
тактного взрыва, когда ядерный заряд взрывается на поверхности
земли, падающая и отраженная волны немедленно сливаются, об-
разуя, как показано на рис. 11.29, полусферический фронт голов-
ной ударной волны.

\.3. Характерные параметры воздушной ударной волны, сопро-
вождающей эталонный наземный взрыв (наземный взрыв ядерного

заряда с тротиловым эквивалентом | тыс. т), изменяющиеся в за-
висимости от расстояния до эпицентра взрыва, были даны в конце
главы П. Отмеченный там закон подобия может быть использован

для определения параметров воздушной ударной волны при назем-
ном взрыве любой мощности.

эффек-
поверх-
водой,
ствием
те бы-
газов

а тв:
|'ктный
ой ВЫ-
ой его
такого

ХАРАКТЕРИСТИКИ НАЗЕМНОГО ВЗРЫВА 205

Образование воронки

У.4. В главе П было упомянуто, что при наземном взрыве зна-
зительное количество грунтового материала испаряется вследствие
чрезвычайно высокой температуры. Этот материал увлекается
восходящими потоками воздуха, возникающими при подъеме
огненного шара, и в конечном счете конденсируется в атомном
облаке. Что касается воронки, то основным фактором, определяю-
щим ее образование, является перемещение грунта под действием

Гребень

Пластическая
Зона зоРа

разрыва

Рис. У.5. Образование воронки при наземном ядерном взрыве

давления, обусловленного быстрым расширением раскаленного
газового пузыря. Удаление грунтового материала из воронки про-
исходит путем его сдвигания, выброса и испарения. Вследствие
того, что расширяющиеся газы устремляются от центра наружу во
всех направлениях, лишь небольшое количество грунта падает об-
ратно в воронку, хотя значительное количество его оседает по
краям воронки, образуя верхние слои гребня.

\.5. Если предположить для простоты, что взрыв был произ-
веден на местности с сухим грунтом, то под воронкой можно. вы.
делить две более или менее заметно выделяющиеся зоны. Во-пер-
вых, имеется зона разрыва. В этой зоне в грунте образуется бес-
численное количество трещин различных размеров. Ниже располо-
жена пластическая зона. В этой зоне видимых трещин не имеется,
но грунт подвергается деформации. Пластическая деформация и
сдвиг грунта по краям воронки способствуют образованию вокруг
воронки гребня (рис. \.5).

Образование воронки при наземном взрыве

\.6. Толщина слоя грунта в зоне разрыва и пластической зоне
зависит от вида грунта, а также от мощности и высоты взрыва.
Если грунт представляет собой скалистые породы, то образуется
зона разрыва, слой же грунта пластической зоны будет в этом случае
очень тонким или даже этой зоны вообще не будет. Под землей

206 ДЕЙСТВИЕ НАЗЕМНЫХ, ПОДЗЕМНЫХ И ПОДВОДНЫХ ВЗРЫВОВ

действие наземного взрыва не распространяется заметно за пре-
делы зоны разрыва, радиус которой составляет примерно полтора
радиуса воронки. Исключение составляют случаи повреждения
подземных сооружений легкого типа, а также канализационных и
водопроводных сетей.

Размеры воронки

\У.7. Подсчитано, что при контактном наземном взрыве ядерного
заряда с тротиловым эквивалентом | тыс. т диаметр воронки в су-
хом грунте будет составлять примерно 38 м; кроме того, вокруг
воронки примерно еще на 18 м будет простираться гребень. Глу-
бина воронки достигает около 7,5 м. В твердых скалистых породах
(гранит, песчаник) размеры воронки будут меньше.

В грунте, насыщенном водой, диаметр и первоначальная глубина
воронки, с образованием которой связаны повреждения сооруже-
ний, будут заметно больше. Однако конечная глубина воронки бу-
дет меньше вследствие гидравлического заполнения, т. е. сполза-
ния обратно в воронку увлажненного грунта и просачивания воды,
несущей частицы грунта.

У.8. Диаметр (или радиус) воронки увеличивается примерно
пропорционально кубическому корню из тротилового эквивалента.
Следовательно, в случае взрыва ядерного заряда с тротиловым

эквивалентом в \ тыс. г диаметр воронки будет в "* раза пре-
вышать указанный выше диаметр воронки, образующейся при
взрыве заряда с тротиловым эквивалентом 1 тыс. т. Глубина во-
ронки для большинства видов грунта изменяется пропорционально
корню четвертой степени из тротилового эквивалента.

Например, в случае контактного взрыва ядерного заряда с тро-
тиловым эквивалентом 100 тыс. т, произведенного на местности
с сухим грунтом, можно ожидать, что диаметр воронки составит
38 Х 100" = 176 м, а глубина —7,5 Х 100'\ = 24 м. График, по-
казывающий изменение диаметра и глубины воронки в зависимо-
сти от тротилового эквивалента для контактного взрыва на мест-
ности с сухим грунтом, вместе с поправочными коэффициентами,
учитывающими другие виды грунтов, дан в конце настоящей
главы (см. рис. У.46).

У.9. Приведенные выше данные относятся к взрыву на поверх-
ности земли. Если высота взрыва увеличивается, то размеры во-
ронки уменьшаются по довольно сложной зависимости. В целом
эта зависимость характеризуется тем, что как радиус, так и 0со-
бенно глубина воронки быстро уменьшаются с увеличением высоты
взрыва. Даже если высота взрыва существенно меньше того значе-
ния, при котором огненный шар касается земли, воронка имеет не-
значительные размеры. Воронка значительных размеров обра-
зуется в том случае, если высота взрыва не превышает одной де-
сятой части радиуса огненного шара.

ТЕРИСТИКИ НАЗЕМНОГО ВЗРЫВА 207

Волна сжатия в грунте

У.10. При наземном ядерном взрыве незначительная доля энер-
гии взрыва расходуется на образование волны сжатия в грунте.
В настоящее время изучены только самые общие свойства этой
волны. Волна сжатия в грунте отличается от ударной волны в воз-
духе гораздо менее резким увеличением давления во фронте
волны, а также более медленным его ослаблением за фронтом:
Вблизи места взрыва градиент давления или сжатия достаточен
для преодоления сил сцепления грунта. Величина давления во
фронте волны сжатия уменьшается довольно быстро с удалением
от места взрыва, и на больших расстояниях волна сжатия стано-
вится подобной акустической или сейсмической волне.

У.11. Действие волны сжатия подобно действию землетрясения
средней интенсивности, хотя, как указано в $ 11.69, имеются суще-
ственные различия между подземным ядерным взрывом и земле-
трясением. В случае ядерного взрыва давление в волне сжатия па-
дает с увеличением расстояния быстрее. Радиус зоны повреждений
при наземном взрыве, вызванных волной сжатия, невелик по срав-
нению с радиусом зоны повреждений, вызванных воздушной удар-
ной волной.

\У.12. Распространение волн сжатия в грунте — явление до-
вольно сложное, но общие закономерности этого явления могут
быть коротко сформулированы следующим образом: на поверхно-
сти земли от центра взрыва распространяются волны подобно вол-
нам, распространяющимся в воде. Эти грунтовые поверхностные
волны, распространяясь от центра, производят сейсмический эф-
фект, который ощущается в любой данной точке как колебание
поверхности. В дополнение к этому импульс давления от расши-
ряющегося газового пузыря, распространяющийся с почти полу-
сферическим, постепенно увеличивающимся в размерах фронтом
ударной волны, образует волны ‘сжатия и сдвига под поверхностью
земли.

\.13. Действие волны сжатия на подземные сооружения отли-
чается по своему характеру от действия воздушной ударной волны
на сооружения, находящиеся на поверхности земли. В последнем
случае, как было указано в главе Ш, сооружение испытывает нечто
подобное внезапному удару, за которым следует скоростной напор
массы воздуха, движущейся за фронтом ударной волны. Иная кар-
тина получается при воздействии волны сжатия. Благодаря тому,
что среда, через которую проходит волна сжатия, имеет примерно
такую же плотность, что и само подземное сооружение, реакции
грунта и сооружений тесно связаны между собой. Другими сло-
вами, движение (ускорение, скорость и перемещение) ‚подземного
`сооружения под действием волны сжатия в значительной мере обу-
словливается движением самого грунта. Этот факт оказывает
важное влияние на масштаб разрушений, вызываемых наземным и
подземным взрывами.

208 ДЕЙСТВИЕ НАЗЕМНЫХ, ПОДЗЕМНЫХ И ПОДВОДНЫХ ВЗРЫВОВ

ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОДЗЕМНОГО ВЗРЫВА
Воздушная ударная волна

У\У.14. Подземным взрывом называется взрыв, произведенный
ниже поверхности земли (см. $ 1.29). Однако при решении практи-
ческих вопросов нужно иметь в виду, что осуществление подзем-
ных ядерных взрывов на глубине более 15—30 м маловероятно,
Это означает, что целесообразно рассмотреть только такие под-
земные ядерные взрывы, при которых огненный шар прорывается
через поверхность земли. Взрыв такого рода будет иметь, очевидно,
много общего с наземным взрывом. Е

\.15. Доля энергии взрыва бомбы, расходуемая на образова-
ние воздушной ударной волны, будет зависеть от ряда обстоя-
тельств и прежде всего от глубины взрыва. Если взрыв произво-
дится под землей на глубине нескольких футов, распределение
энергии будет почти таким же, как при наземном контактном
взрыве. По мере увеличения глубины взрыва энергия. воздушной
ударной волны будет снижаться, а уменьшение максимального из-
быточного давления с увеличением расстояния от центра взрыва
будет происходить более быстро. Следовательно, избыточное дав-
ление ударной волны на заданном расстоянии от точки взрыва бу-
дет меньше для взрывов, происходящих на большей глубине.

Образование воронки и волна сжатия

У\.16. Размеры воронки, образующейся при неглубоком подзем-
ном взрыве, будут по существу такими же, как и в случае кон-
тактного взрыва, рассмотренного выше. С увеличением глубины
взрыва все меньшая доля его энергии будет расходоваться на об-
разование ударной волны и, наоборот, все болыная доля энергии
будет идти на образование волны сжатия и воронки. Следова-
тельно, с возрастанием глубины взрыва до определенного ее зна-
чения диаметр и радиус воронки увеличиваются. Дополнительные
сведения по этому вопросу будут даны в специальном разделе этой
главы (см. рис. У.46).

\.17. Волна сжатия подземного взрыва совершенно аналогична
волне сжатия, образующейся при наземных взрывах. Доля энер-
гии, расходуемая на образование волны сжатия, в этом случае не-
известна, но она будет увеличиваться до определенного значения
с увеличением глубины взрыва.

КРИТЕРИИ РАЗРУШЕНИЯ

Наземные взрывы

У.18. В случае наземного взрыва на небольшой высоте над по-
верхностью земли воронка не будет очень глубокой. Незначительно
заглубленные сооружения вблизи эпицентра взрыва будут повреж-

то*
но
=

—

КРИТЕРИИ РАЗРУШЕНИЯ 209

дены, однако сооружения на больших глубинах вряд ли будут за-
тронуты. Как было указано в $ \.6, уже на. удалении полутора ра-
диусов воронки от эпицентра взрыва подземные сооружения и раз-
личные трубопроводы, вероятно, не получат существенных повреж-
дений. Что же касается сооружений на поверхности земли, то ра-
диус зоны разрушения для них будет зависеть от характеристик
воздушной ударной волны так же, как и при воздушном взрыве
(см. гл. ПТ). Площадь зоны разрушений, вызванных воздушной
ударной волной, будет значительно больше площади зоны разру-
шений, вызванных движением грунта (или, другими словами, вол-
ной сжатия). В случае контактного взрыва или взрыва вблизи по-
верхности земли положение будет сходно с положением при под-
земном взрыве, как это указано ниже.

Подземные взрывы

\.19. Критерии разрушений, вызванных подземным и контакт-
ным взрывами, определить трудно, особенно в отношении подзем-
ных сооружений. Простым и практически удобным подходом яв-
ляется деление района вокруг эпицентра взрыва на три области.
Первая область охватывает непосредственно воронку. В пределах
этой области происходит практически полное разрушение всех со-
оружений как на поверхности земли, так и под землей.

\.20. Вторая область простирается примерно до конца пласти-
ческой зоны, т. е. на расстояние, на котором происходит переме-
щение грунта (см. рис. У.5). В некоторых грунтах радиусы этой
области могут составлять примерно 2,5 радиуса самой воронки.
В пределах этой области прочные и удачно сконструированные под-
земные сооружения будут, вероятно, только в весьма слабой сте-
пени затронуты действием воздушной ударной волны, разрушения
вызываются действием волны сжатия и перемещением грунта.
Действительный механизм разрушения в этом случае зависит от
нескольких более или менее независимых факторов, таких, как
размер, форма и упругость сооружения, его ориентация относи-
тельно центра взрыва, характеристики грунта. Некоторые из этих
факторов будут рассмотрены более подробно в главе \1.

\.21. Наряду с подземными сооружениями можно упомянуть
также о находящихся под землей различных трубопроводах, тонне-
лях и сооружениях метро. Повреждения длинных трубопроводов
происходят главным образом в местах соединения составляющих
их труб, а также в местах вводов трубопроводов в здания. Эти по-
вреждения происходят в результате различного смещения отдель-
ных элементов трубопровода. Вероятность повреждений увеличи-
вается, если трубы изготовлены из хрупких материалов и если тру-
бопроводы наглухо прикреплены к зданию. Хотя тоннели и соору-

14 Действие ядерного оружия

210 ДЕЙСТВИЕ НАЗЕМНЫХ, ПОДЗЕМНЫХ И подводных ВЗРЫВОВ в

жения метро, находящиеся в зоне образования ели =
роятно, разрушены, а находящиеся в и = а.
определенные повреждения, эти сооружения хорошо проти т
волне сжатия, особенно если они построены в твердых скальных
породах и их поверхности закреплены обделкой. | Е

\.29. В третьей области, за пределами пластической зоны, волна
сжатия оказывает относительно слабое действие; в этом случае
важнейшим критерием разрушения сооружений становится на-
грузка от воздушной ударной волны. Прочные или находящиеся
на большой глубине сооружения не получат существенных повреж-
дений, а степень повреждений сооружений средней прочности, со-
оружений недостаточно заглубленных и различных подземных ком-
муникаций будет определяться в основном величиной максималь-
ного избыточного давления воздушной ударной волны как при на-
земном, так и при подземном взрыве. Сооружения на поверхности
земли, частично заглубленные в грунт, будут, конечно, непосред-
ственно подвергнуты воздействию воздушной ударной волны.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОДВОДНОГО ВЗРЫВА
Ударная волна подводного взрыва

У.23. Результатом быстрого расширения газового пузыря, об-
разующегося при ядерном взрыве под водой, является возникнове-
ние ударной волны, распространяющейся в воде во всех направле-
ниях. В основном эта ударная волна подобна воздушной ударной
волне, но отличается от последней некоторыми деталями. Так же,
как и в воздухе, во фронте ударной волны, распространяющейся
в воде, быстро увеличивается избыточное давление. Однако в воде
максимальное избыточное давление падает с увеличением расстоя-
ния не так быстро, как это имеет место в воздухе. Следовательно,
на одних и тех же расстояниях максимальные величины давления
в воде значительно больше соответствующих значений давления
для взрывов равной мощности в воздухе. Например, максималь-
ное избыточное давление на расстоянии 900 м от центра взрыва
ядерного заряда с тротиловым эквивалентом 100 тыс. г в глубо-
ком водоеме составляет 190 кг/см?. В то же время давление при
воздушном взрыве (при прочих равных условиях) составляет ме-
нее 1 кг/см?.

С другой стороны, продолжительность действия ударной волны
в воде меньше, чем в воздухе. В воде эта продолжительность со-
ставляет несколько сотых долей секунды, тогда как в воздухе она
равна примерно | сек.

У.24. Скорость звука в воде при нормальных условиях состав-
ляет примерно 1,6 км/сек, то есть почти в пять раз превышает ско-
рость звука в воздухе. Если максимальное давление велико, то ско-
рость ударной волны превышает нормальную скорость звука. При

ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОДВОДНОГО ВЗРЫВА 211

падении избыточного давления скорость движения фронта ударной
волны снижается и в конечном итоге приближается к скорости
звука, так же, как и в случае взрыва в воздухе.

_У.25. Если ударная волна при своем распространении под. во-
дои встречает какие-либо поверхности, например корпус корабля
или морское дно, то происходит отражение волны, как и в воздухе.
Прямая и отраженная волны могут так же при определенных усло-
виях слиться и образовать фронт ударной волны с повышенным

Максимальное избыточное давление.
ударной волны

Давление

(резание

Нормальное
Е воды

Время

Рис. \.27. Изменение давления воды во времени при подводном
ядерном взрыве в фиксированной точке, находящейся вблизи по-
верхности воды

давлением. Однако, когда ударная волна в воде достигает верхней
(воздушной) поверхности, явление отражения протекает совер-
шенно иным образом.

У.26. На границе между водой и воздухом ударная волна, рас-
пространяющаяся в воде, встречает значительно менее плотную
среду — воздух. В результате этого в воде будет распространяться
отраженная волна, но это будет уже волна разрежения. В резуль-
тате соединения отраженной волны разрежения и прямой волны
происходит резкое уменьшение давления ударной волны в воде.
Это явление называют поверхностным срезанием, или просто сре-
занием.

\.27. Изменение в данном месте избыточного давления во вре-
мени после подводного ядерного взрыва в некоторой фиксирован-
ной точке, расположенной недалеко от поверхности воды, пока-
зано на рис. \.27. Избыточное давление в данном месте по исте-
чении короткого интервала времени после взрыва (необходимого
для того, чтобы ударная волна, распространяющаяся от центра
взрыва, достигла этого места) резко возрастает в момент прихода

14*

212 ДЕЙСТВИЕ НАЗЕМНЫХ, ПОДЗЕМНЫХ И ПОДВОДНЫХ ВЗРЫВОВ

фронта ударной волны. Затем в течение некоторого периода вре-
мени давление постепенно уменьшается (как и в воздухе); вслед
за этим отраженная волна разрежения вызывает резкое падение
давления, которое может даже стать меньше нормального (гидро-
статического) давления воды. Эта фаза отрицательного давления
кратковременна.

\.28. Интервал времени между моментом прибытия в данную
точку (или цель) прямой ударной волны и моментом срезания,
соответствующим приходу отраженной волны, зависит от глубины
взрыва, глубины расположения цели и расстояния от цели до

Поверхность вобы

Отраженная
волна

Пабающая волна

Центр взрыва

Рис. \.28. Распространение падающей и отраженной волн
по направлению к подводной цели

центра взрыва. Как видно из рис. \.28, эти три расстояния будут
определять длину пути, проходимого прямой и отраженной удар-
ными волнами до встречи с целью. Если подводная цель находится
близко к поверхности, как, например, дно корабля, то промежуток
времени между приходом фронтов упомянутых выше ударных волн
будет мал, и срезание последует вскоре за достижением цели фрон-
том прямой ударной волны. В результате этого повреждения, по-
лучаемые объектом, могут быть уменьшены.

Повреждения, вызываемые подводной ударной волной

У.29. Действие ударной волны на корабль или такие сооруже-
ния, как волнорез или дамба, представляет собой внезапный удар.
Аналогичному воздействию сооружения подвергаются при подвод-
ных взрывах зарядов тринитротолуола и других химических взрыв-
чатых веществ. Однако если в последнем случае удар локализо-
ван, то при ядерном взрыве действие удара охватывает большую
площадь, например весь корабль испытывает его почти мгновенно.

\.30. Следует ожидать, что действие подводного ядерного

ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОДВОДНОГО ВЗРЫВА 213

взрыва на корабль может быть двух родов: во-первых, непосред-
ственное деиствие ударной волны на корпус корабля и, во-вторых,
косвенное действие, обусловленное перемещением отдельных ча-
стей оборудования внутри корабля, вызванным ударной волной.

Действие подводной ударной волны на корпус корабля может
привести к серьезной деформации корпуса ниже ватерлинии и раз-
рыву листов наружной его обшивки и вызвать, таким образом,
течь, а также подвергнуть сильному напряжению остов корабля.
Подводная ударная волна вызывает также и быстрое перемещение
корабля как в горизонтальном, так и в вертикальном направле-
ниях. Это перемещение является причиной повреждения его частей
и оборудования внутри корпуса.

\.31. Внутри корпуса корабля особенно чувствительными к
удару являются основные питающие линии, магистральные паро-
проводы, валы и кирпичная кладка котлов. В результате действия
сил инерции опорные элементы или фундаменты тяжелого обору-
дования, например двигателей и котлов, вероятно, будут разру-
шены или деформированы. Более легкие или недостаточно закреп-
ленные элементы оборудования будут разбрасываться с большой
силой, повреждаясь сами и разрушая переборки и другое обо-
рудование. Оборудование с прочным креплением, рассчитанным
на действие удара, вероятно, не получит столь серьезных повреж-
дений.

\.32. Повреждение обшивки корабля зависит главным образом
от величины максимального давления подводной ударной волны.
То же самое, вероятно, справедливо в отношении шлюзовых ворот
на каналах и кессонов сухих доков. Можно ожидать, что при очень
высоких давлениях во фронте ударной волны такие сооружения
будут серьезно повреждены. С другой стороны, степень разруше-
ния крупных и прочных подводных сооружений, таких, как порто-
вые сооружения, в большей степени зависит от величины импульса
ударной волны. Величина импульса в свою очередь зависит от дли-
тельности действия ударной волны, а также от величины ее дав-

ления.
Разрушающее действие подводного взрыва
(Эксперимент у атолла Бикини)

\.33. Во время проведения неглубокого подводного взрыва у
атолла Бикини (испытание «Бейкер») в июле 1946 г. (см. гл. И)
в районе взрыва на якорь было поставлено около 70 кораблей раз-
личных типов. Хотя взрыв сопровождался воздушной ударной вол-
ной значительной энергии, основные повреждения корабли, нахо-
дившиеся в лагуне, получили от действия ударной волны, распро-
странявшейся в воде. Ниже в общих чертах излагаются некоторые
общие выводы, полученные в результате изучения последствий
взрыва. Следует заметить, однако, что характер и размер повреж-

„

214 ДЕЙСТВИЕ НАЗЕМНЫХ, ПОДЗЕМНЫХ И ПОДВОДНЫХ ВЗРЫВОВ

дений, которые надводные корабли получат от действия подводной
Ударной волны, будут зависеть от глубины взрыва ядерного за-
ряда, типа корабля, ориентации корабля по отношению к центру
взрыва, а также от того, двигается ли корабль или стоит на'якоре.

У.34. При неглубоких подводных взрывах, подобных взрыву,
произведенному при испытании «Бейкер», максимальное избыточ-
ное давление ударной волны в воде, при котором происходит по-
топление кораблей всех типов достаточно прочной конструкции,
составляет, вероятно, около 210—280 кг/см?.

Следует ожидать, что некоторые корабли будут потоплены при
избыточном давлении порядка 140 ке/см?, те же корабли, которые
при таком давлении останутся на плаву, получат повреждения, ис-
ключающие какую-либо возможность их восстановления. Большая
часть кораблей в результате воздействия максимального избыточ-
ного давления до 70 кг/см? не будет способна двигаться, При
меньших давлениях оборудование корабля получит более значи-
тельные повреждения, чем обшивка корпуса.

\.35. Вследствие быстрого смещения, вызванного действием
подводной ударной волны при неглубоком подводном взрыве, кот-
лы и главные двигатели корабля в зоне, где избыточное давление
подводной ударной волны составляет около 175 кг/см?, получат тя:
желые повреждения. В зоне, где давление достигает 140 кг/см?, бу-
дут получены средние повреждения; легкие повреждения котлы и
главные двигатели могут получить за пределами зоны с избыточ-
ным давлением в 70 кг/см?. Вспомогательные механизмы, связан-
ные с главными двигателями, не пострадают в сильной сте-
пени, однако легкое внутреннее оборудование корабля будет по-
вреждено в зоне с избыточным давлением подводной ударной
волны до 35 кг/см?. Двигатели кораблей, находящихся в движе-
нии, будут повреждены в большей степени, чем двигатели кораблей,
стоящих на якоре.

Воздушная ударная волна при подводном взрыве

\.36. Хотя основная часть энергии ударного действия, освобо-
ждающейся при неглубоком подводном взрыве, проявляется в виде
подводной ударной волны, значительное количество энергии про-
ходит через поверхность в виде воздушной Ударной волны
(см. $ \.15). Воздушная ударная волна, несомненно, причинила не-
который ущерб палубным надстройкам кораблей во время испыта-
ния «Бейкер». Однако этот ущерб был незначительным по сравне-
нию с ущербом, нанесенным подводной ударной волной. Если бы
ядерный заряд был взорван недалеко от берега, то основное пора-
жающее действие воздушной ударной волны, по-видимому, прояви-
лось бы на объектах, расположенных на суше. В этом случае кри-
терии повреждений будут те же самые, что и для воздушного
взрыва, произведенного над поверхностью земли при соответствую-
щих избыточном давлении и скоростном напоре,

ХАРАКТЕРИ

=>

ИКИ ПОДВОДНОГО ВЗРЫВА 215

Волны при подводном взрыве

\.37. Явление образования волн на воде при испытании «Бей-
кер» было отмечено в главе |. Некоторые дополнительные данные,
в особенности относительно разрушающего действия этих волн,

ея

Рис. \.37. Волны от подводного ядерного взрыва, достигшие побережья
на расстоянии 17,6 км от эпицентра взрыва (испытание „Бейкер“)

будут приведены ниже. Первая волна, которая образовалась после
подводного взрыва, состояла из гребня и образовавшейся вслед
за ним впадины, глубина которой была равна высоте гребня. Вслед
за первой волной образовались другие волны, число которых росло
по мере удаления системы этих волн от центра взрыва. Вид
таких волн у отмели, расположенной на удалении 17,6 км от
центра взрыва, показан на рис. У.37.

\ 38. Наблюдением было установлено, что первая волна отли-
чалась от последующих. Это была одиночная длинная волна,

|
А
}
]
|
|
|
|
|
|
|

916 ДЕЙСТВИЕ НАЗЕМНЫХ, ПОДЗЕМНЫХ И ПОДВОДНЫХ ВЗРЫВОВ

возникшая непосредственно в момент взрыва и м свою
первоначальную энергию от быстрого движения масс ДЫ, ВЫ-
званного расширением газового пузыря.

Последующие волны образовались, вероятно, ; результате про-
рыва газового пузыря и заполнения пустоты, образовавшейся в
воде. Е

\.39. Вблизи места взрыва первый гребень имел несколько
большую высоту, чем последующие, как относительно уровня спо-
койной воды, так и относительно сопровождающей этот гребень
впадины. На определенном удалении от центра взрыва самой вы-
сокой волной оказывалась одна из последующих волн; в дальней-
шем с увеличением расстояния от места взрыва более поздние
волны становились наибольшими по высоте.

\.40. Значения максимальных высот волн на различных рас-
стояниях от эпицентра взрыва и отрезки времени, за которые эти
волны проходят указанные расстояния при неглубоком полводном
взрыве ядерного заряда с тротиловым эквивалентом 20 тые. №
приведены в табл. \.40. Эти результаты основываются на наблю.
дениях, проведенных во время испытания «Бейкер» у атолла Би-.
КИНИ. Теоретические вопросы, связанные с образованием волн при
неглубоких подводных взрывах с любым заданным тротиловым
эквивалентом, будут рассматриваться ниже в этой главе.

Таблица \.40

Значения максимальных высот волн (от гребня до дна впадины)
И отрезки времени, за которые эти волны прошли определенные
расстояния (испытание «Бейкер» у атолла Бикини)

Расстояние, м 300 | 600 | 1200 | 1825 | 2450 | 3000 | 3650
Высота волны, м 28,6 | 14,3 й,3 4,85 | 3,94 | 3,34 | 2,74
Время, сек у 23 48 74 101 127 154

У.41. Следует считать вероятным, что некоторые повреждения
кораблей во время испытания «Бейкер» явились результатом воз-

действия больших волн. Довольно определенным доказательством трал

того, что некоторые повреждения авианосца «Саратога», стоявшего палубу
на якоре на расстоянии 360 м от эпицентра взрыва (от его кормы), ое.
были получены в результате возникновения этих волн, являются у вав .
фотоснимки, полученные фотографированием с интервалом в 3 сек. ар а
Фотографированием до того момента, когда на корабле стало за- “от
метно действие ударной волны, установлено, что сооружения ко- <.
мандного мостика и радиолокационная мачта еще не повреждены. %

Из фотоснимка, полученного при фотографировании через 9 сек. у у
после этого, видно, что радиолок

ационная мачта согнута ударной

о мостика не повреждены. Из этого Но
рабля поднялась на гребень пер- Г“

волной, но сооружения командног
фотоснимка видно, что корма ко

ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОДВОДНОГО ВЗРЫВА 217

вой волны по крайней мере на высоту 13 м по сравнению с перво-
начальным ее положением. Однако вскоре после этого корабль
был накрыт базисной волной.

\.42. Когда сильное волнение утихло и взрыв в основном пре-
кратил свое действие, а авианосец стал снова виден, оказалось, что

Рис. \У.42. Авианосец Саратога после ядерного взрыва (испытание
Бейкер“)
”

центральная часть сооружений командного мостика обрушилась на
палубу авианосца (рис. \У.42). Весьма вероятно, что вскоре после
подъема на гребень первой волны «Саратога» провалился в обра-
зовавшуюся вслед за первым гребнем впадину и получил сильный
удар от гребня второй волны, вызвавший обрушение командного
мостика.

Изменение дна лагуны

\.43. Взрыв бомбы при испытании «Бейкер» у Бикини вызвал
заметное увеличение глубины лагуны в зоне диаметром около
600 м. Наибольшее выявленное изменение глубины составляло
9,7 м, но оно явилось скорее результатом разрушения подводной
возвышенности, а не углубления ранее ровного дна. Пробы грунта,

218 ДЕЙСТВИЕ НАЗЕМНЫХ, ПОДЗЕМНЫХ И ПОДВОДНЫХ ВЗРЫВОВ

взятые перед испытанием со дна лагуны, представляли собой круп-
нозернистый материал, образовавшийся из остатков морских водо-
рослей с примесью песка и ила (менее 10%). Пробы же, взятые
после взрыва, сильно отличались от предыдущих Вместо материа-
ла, образованного из остатков морских водорослей, на дне лагуны
в районе взрыва был обнаружен слой ила толщиной до 3 м.

Дополнительные сведения об образовании воронки при подвод-
ном взрыве даны в конце этой главы.

ОБРАЗОВАНИЕ ВОРОНКИ ПРИ НАЗЕМНОМ И ПОДЗЕМНОМ ВЗРЫВАХ!
Размеры воронки при наземном взрыве

\.44. Кроме определенных ранее терминов — зона разрыва и
пластическая зона, можно назвать еще два — это видимая воронка
и истинная воронка. Видимая воронка с диаметром Д, и глубиной

/ребень

Рис. \.44. Характерные размеры воронки при наземном ядерном взрыве

Нь как это показано на рис. \.44, представляет собой углубление,
образующееся в земной поверхности после взрыва. С другой сто-
роны, истинная воронка с диаметром Д„ это такая воронка, раз-
меры которой больше размеров видимой воронки на толщину
слоя грунта, оторванного и смещенного относительно нижележа-
щих слоев; часть этого грунта поднимается при взрыве в воздух и
затем обратно падает в воронку. Приближенная величина объема
видимой воронки, если принять, что она имеет форму параболоида,
определяется формулой

«0? Е

объем воронки = Ее

1 Остальные разделы при чтении данной главы могут быть опущены.

ой ОБРАЗОВАНИЕ ВОРОНКИ ПРИ НАЗЕМНОМ И ПОДЗЕМНОМ ВЗРЫВАХ 219
Кру . тах
их ГУП.
Водо. Используя данные, приведенныев $ \.7, находим, что объем во-
ма ЯТые ронки в сухом грунте при наземном взрыве ядерного заряда с тро-
ол Риз. тиловым эквивалентом | тыс. т составляет около 4200 м3 при
к ау весе грунта, выброшенного из воронки, 7500 т.
> \.45. Диаметр зоны разрыва, обозначенный на рис. У.44 через
подвод. В», составляет примерно 1,5 диаметра видимой воронки, то есть
В,=1,5Б,.
РЫВ Полный диаметр зоны, включающей гребень, обозначенный Л,
АХ! составляет около двух диаметров воронки, то есть
Э.=20
в*
Рыва : Высота гребня, обозначенная на рис. \.44 через Н,, примерно
воронка равна одной четвертой части глубины воронки, то есть
‘Убиной АООТ

\У.46. Глубина и диаметр видимой воронки, образовавшейся в
сухом грунте при наземном взрыве ядерного заряда с тротиловым
эквивалентом” И тыс. т (где \№ может иметь любую величину в
пределах от | тыс. до 20 млн. т), могут быть получены из графика,
изображенного на рис. \.46.

Этот график построен на основе закона подобия (см. $ У.8),
согласно которому диаметр воронки изменяется пропорционально
кубическому корню, а глубина — пропорционально корню четвер-
той степени из тротилового эквивалента.

На размеры воронки влияют различные характеристики грунта,
в частности его влажность. Поэтому для расчета размеров воронки
в различных грунтах, если эти размеры известны для сухого грун-
та, используют приближенные «коэффициенты грунта». Величины
этих коэффициентов, а также пример их применения даны в конце
главы.

Радиус воронки при подземном взрыве

ыве
\.47. Зависимость радиусов воронки от глубины взрыва при
подземном взрыве в сухом грунте ядерного заряда с тротиловым
гение, эквивалентом | тыс. т показана на графике (рис. У.47). Чтобы оп-
+ сто- ределить радиус воронки для взрыва заряда с тротиловым эквива-
‚ раз лентом № тыс. т, произведенного на определенной глубине, необхо-
тдинУ димо прежде всего определить приведенную глубину взрыва, раз-
ежа” делив фактическую глубину на №'°; после этого из графика, по-
дух и казанного на рис. \У.47, можно будет определить радиус во-
къема ронки для взрыва ядерного заряда с тротиловым эквивалентом
сид» 1 тыс. т, произведенного на расчетной глубине; затем следует

у умножить результат на №; произведение. даст искомый радиус
воронки. Поправочные коэффициенты для твердого скалистого
грунта и грунта, насыщенного водой, даны вместе с примером их
использования в конце главы.

ДЕЙСТВИЕ НАЗЕМНЫХ, ПОДЗЕМНЫХ И ПОДВОДНЫХ ВЗРЫВОВ

Е
к
:
Е
ь-)
:
-
-
®
©
>
55
3
-
5
5

304 6068 10.0 03 304 60,8 102 213304 608 1720 3040
Глубина и диометр видимой воронли 8 м

Рис. У.46. Глубина и диаметр видимой воронки, образующейся
при контактном наземном взрыве, произведенном на местности
с сухим грунтом

График, изображенный на рис. \.46, показывает зависимость
диаметра и глубины видимой воронки от тротилового эквивалента
для случая контактного наземного взрыва на местности с сухим
грунтом. При определении размеров воронки, образующейся
в других видах грунта, в расчет следует вводить следующие при-
ближенные коэффициенты:

Вид грунта Для диаметра Для глубины
Твердая горная порода (гра- 0,8 0,8
нит или песчаник)
Грунт, насыщенный водой 1,7 0,7

Пример. Дано: произведен контактный взрыв ядерного заря-
да с тротиловым эквивалентом 20 тыс. т на местности с супесчаным
грунтом; уровень грунтовых вод находится в нескольких футах от
поверхности.

Определить размеры воронки.

Решение: Из графика \.46 находим, что диаметр и глубина
воронки в сухом грунте при взрыве указанной мощности составляют
соответственно 103 и 16 м. Используя приведенные выше коэффи-
циенты, учитывающие ‘вид грунта, определяем приблизительные
размеры воронки, образующейся при взрыве‘заряда с тротиловым
эквивалентом 20 тыс. т в грунте, насыщенном водой:

Диаметр воронки ДО, = 103 Х 1,7 = 176 м.

Глубина воронки Н, = 16 Х 0,7 = 11,2 м.

Диаметр зоны разрыва О, = 1,50, = 1,5 Ж 176 = 264 м.
Высота гребня == 0,25Н/, = 0,25 Х 11,2 = 2.8 м.

ИСТВИЕ НАЗЕМНЫХ ПОДЗЕМНЫХ И ПОДВОДНЫХ ВЗРЫВОВ
ДЕ 1 .

=
=
=>

[2%
1:2
<л

=
-]
а
_
<
5
‚з
$
З
з
5
в
8
а.

6,08 12.2 18,2 24,4 30,4 35,5
Глубина взрыва 8 м
Рис. \.47. Зависимость радиуса видимой воронки от глубины

ядерного взрыва (для заряда с тротиловым эквивалентом
1 тыс. т при сухом грунте)

=]

223

ОБРАЗОВАНИЕ ВОРОНКИ ПРИ НАЗЁМНОМ И ПОДЗЕМНОМ ВЗРЫВАХ

Кривая графика (рис. У 47) показывает зависимость величины
радиуса. видимой воронки от глубины взрыва ядерного заряда
с тротиловым эквивалентом | тыс. т в среднем сухом грунте. Для

других видов грунта в расчет следует вводить следующие коэф-
фициенты:

Вид грунта Значение коэффициента

Твердая горная порода (гранит или 0,8
песчаник)
Грунт, насыщенный водой Л

Метод расчета. Для определения радиуса воронки, образую-
щейся при взрыве ядерного заряда с тротиловым эквивалентом

„1/3.
" тыс. т, фактическую глубину взрыва делят сначала на №"

р:
при этбм получают приведенную глубину. Затем радиус воронки,
образующейся при взрыве на этой глубине заряда с тротиловым
эквивалентом 1. тыс. т, полученный из графика У.47, умножается
на №5.

Пример. Дано: произведен взрыв ядерного заряда с тротило-
вым эквивалентом 20 тыс. т в грунте, насыщенном водой на глуби-
не 15 м.

Определить радиус воронки.

15

Решение: Приведенная глубина взрыва составляет ру =
15

=57 =5,5 м. Из рис. У.47 находим, что радиус воронки при
взрыве на этой глубине ядерного заряда с тротиловым эквивален-
том 1 тыс. т составляет 26,8 м. Следовательно, радиус воронки при
взрыве ядерного заряда с тротиловым эквивалентом 20 тыс. т, про-
изведенном на глубине 15 м в сухом грунте, равен 26,8Ж20'3 =
= 26,8Ж2,7 = 72,5 м.

Радиус же воронки в грунте, насыщенном водой, равен

72,5 Х 17 = 193 м.

924 ДЕЙСТВИЕ НАЗЕМНЫХ, ПОДЗЕМНЫХ И ПОДВОДНЫХ ВЗРЫВОВ

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ РАЗВИТИЯ ПОДВОДНОГО ВЗРЫВА на
Свойства подводной ударной волны

\’ 48. Некоторые параметры подводной ударной волны, обра-

зующейся при ядерных взрывах, были определены путем комбини- се
рованного использования данных теоретических исследований и

данных, полученных опытным путем при взрывах зарядов трини- ]
тротолуола под водой. На графике, представленном на рис. \.48, }
показаны кривые максимального избыточного давления, импульса (

и энергии подводной ударной волны на единицу площади на раз-
личных расстояниях от центра глубокого подводного взрыва ядер-

ного заряда с тротиловым эквивалентом | тыс. т. С целью исклю- | Вел
чения влияния поверхностей принимается, что взрыв производится |
на большой глубине и в глубоком водоеме; в этом случае вели- центра
чины импульса, приведенные на рис. \У.48, не зависят от эффекта | глубоко
«срезания». ] валенто

Если же центр взрыва и цель находятся вблизи поверхности во- случая
ды, то величины импульса и энергии будут значительно меньшими. жет бы

\.49. Определение параметров подводной ударной волны для | ТИЧНО т
взрыва с тротиловым эквивалентом № тыс. т производится та- веденно

ким же образом, как это было указано в главе Ш для воздушного | У.51
взрыва. Таким образом, если расстояние от центра подводного

пень ум
взрыва ядерного заряда с тротиловым эквивалентом [ тыс. т, на ко- следова
тором возникает определенное избыточное давление, составляет Дь, | СТВИЯ п.
то такое же избыточное давление для взрыва ядерного заряда с НИЯ От |
тротиловым эквивалентом тыс. т будет на расстоянии О от | ДолЖит
1/3
центра взрыва, где р = у №” (так же, как в уравнении 111.86.2 у
для случая воздушного взрыва). Импульс и энергия подводной } дей
ударной волны определяются так же, как импульс и энергия при | Ре
воздушном взрыве (как это было показано в $ 11.88). Таким | Вр еб
образом, | по аф
| Верх
[= ур рас Изм
на расстоянии от центра взрыва | т
Е=В Ш" | р р В ОЯНия
енто
у) ме Рени
Этот’
где / и Е представляют собой соответственно импульс и энергию Эк
на расстоянии Рот центра взрыва ядерного заряда с тротиловым ен
эквивалентом тыс. т; | “уб ы
о и Во — аналогичные величины, но на р

асстоянии Ду от центра
взрыва заряда с тротиловым эквивалентом | тыс. т. }
Закон подобия иллюстрируется примером, решение ` которого |
‹ производится с помощью графика, представленного на рис. \.48.
У.50. Скорость уменьшения давления подводной ударной волны

ре

НО меньшими,
НОЙ ВОЛНЫ Для
ОИЗВОДИТСЯ та-
для воздушного
гра подводного
] тыс. т, на ко-
. составляет Дь
ного заряда с
стоянии В от

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ РАЗВИТИЯ ПОДВОДНОГО ВЗРЫВА

на определенном расстоянии от центра взрыва во времени может
быть представлена выражением:

р =ре (\.50.1)

,

где р(г) — давление в момент # после прихода фронта ударной
ВОЛНЫ В фиксированную точку;

р— максимальное давление, наблюдавшееся в момент при-
бытия фронта ударной волны в данную точку;

9 — параметр, называемый постоянной времени. Физиче-
ски 0 представляет собой время, за которое максималь-
ное давление р уменьшится ве раз.

Величина постоянной времени изменяется с расстоянием от
центра взрыва; некоторые ее значения, вычисленные для случая
глубокого подводного взрыва ядерного заряда с тротиловым экви-
валентом | тыс. т, приведены на рис. \.48. Постоянная времени для
случая взрыва заряда с тротиловым эквивалентом М тыс. т мо-
жет быть определена путем использования закона подобия (анало-
гично тому, как определяются энергия и импульс в примере, при-
веденном выше).

\.51. Из уравнения \.50.1 видно, что величина 0 определяет сте-
пень уменьшения давления подводной ударной волны во времени и,
следовательно, дает возможность оценить продолжительность дей-
ствия подводной ударной волны. Так как 0 с увеличением расстоя-
ния от центра взрыва возрастает, то растет соответственно и про-
должительность действия подводной ударной волны.

\.52. Значения максимального давления и продолжительности
действия подводной ударной волны при взрыве в неглубоком во-
доеме будут меньше соответствующих значений, приведенных выше
в графике для взрыва в глубоком месте; это объясняется влиянием
поверхности воды и дна водоема.

Изменение максимального давления воды в зависимости от рас-
стояния от эпицентра взрыва ядерного заряда с тротиловым экви-
валентом | тыс. т на средней глубине определено на основе изме-
рений, произведенных во время испытания «Бейкер». Характер
этого изменения показан на графике, изображенном на рис. \.52.

Этим графиком можно пользоваться также для оценки действия
ядерных взрывов других мощностей, произведенных на средней
глубине в водоемах, имеющих приведенную глубину (т. е. факти-
ческую глубину, деленную на №"), равную 20 м.

Расстояние, на котором’ подводная ударная волна будет иметь
заданное максимальное давление, определяется путем умножения
значения расстояния, на котором такое давление имеет место при
взрыве заряда с тротиловым эквивалентом 1 тыс. т, на коэффи-

1
циент №*“*.

15 Действие ядерного оружия

‚, ПОДЗЕМНЫХ И ПОДВОДНЫХ ВЗРЫВОВ
ож НАЗЕМНЫХ, П Е а
ДЕЙСТВИЕ ЕВ ЗЕ

——

——

70,5

493
35,5

а единицу площади

ю

$

ы
$
{ = 2,4 З
ето: ый , 3
8 193 $ Е -
з ксимальное избыточное й
ъ 5 давление воды 3 $ и э
3 35,2 Ч -
3 $ 3
3 21,15 хз 08 5
` ы о ©
Е У 5
9 щи 205 |1 3 Гоца
се 5 $
з э = >
. р

%
8 105 10% 10105
Е к
$ в $ | 043
НЫ -
= зы Е 055
2

0,705

0 08 15 4 332

Расстояние от Этщцентро взрыва 8 км

Рис. \.48. Параметры подводной ударной волны при глубоком подвод-
ном взрыве ядерного заряда с тротиловым эквивалентом 1 тыс. т

Кривые графика, показанного на рис. У.48, показывают зависи-
мость максимального избыточного давления подводной ударной
волны, энергии волны на единицу площади, импульса и постоян
ной времени (определение ее дано в $ \.50) от расстояния до цен”
а мощностью | тыс. т, произведенного в глубоком В9

Метод расчета.
заданное давление п

к тся
Расстояние Ш), на котором наблюдает
ри взрывах ядерных зарядов с тротилов

Е а

=>

=
муем?

=

°

=
-.
Энергия на единицу прощеды 8-иг

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ РАЗВИТИЯ ПОДВОДНОГО ВЗРЫВА 22

эквивалентом Й, не равным | тыс. т, определяется из выражения
113
=,

где До — расстояние, на котором наблюдается данное давление

при взрыве ядерного заряда с тротиловым эквивалентом Т тыс. №
Для импульса, энергии и постоянной времени соответствующие

уравнения имеют вид:

1—1
Е= Е, М8 при р=р, №",
0 = 9,8

где /о, Ро и 9 — соответственно импульс, энергия и постоянная вре-
мени на расстоянии Оо для взрыва ядерного заряда с тротиловым
эквивалентом | тыс. т;

1, Е, 9 — импульс, энергия и постоянная времени для взрыва за-
ряда с тротиловым эквивалентом тыс. т на расстоянии Д.

Пример. Дано: в глубоком водоеме произведен взрыв ядер-
ного заряда с тротиловым эквивалентом 30 тыс. т.

Определить максимальное избыточное давление, импульс,
энергию и постоянную времени на расстоянии 5 км от центра
взрыва.

Решение: Расстояние До для взрыва ядерного заряда с тро-
тиловым эквивалентом | тыс. т, соответствующее Р==5 км для
взрыва заряда с тротиловым эквивалентом 30 тыс. т, равно
‘ о
Е

Из рис. \.48 следует, что максимальное избыточное давление
при взрыве заряда с тротиловым эквивалентом | тыс. т на расстоя-
нии 1,6 км от центра взрыва составляет 23 кг/см?.

Согласно закону подобия такое же давление при взрыве ядер-
ного заряда с тротиловым эквивалентом 30 тыс. т будет наблю-
даться на расстоянии 1,6% 30 = 5,0 км от места взрыва. Следо-
вательно, искомая величина максимального избыточного давления
составляет 23 кг/см?. с

Величины импульса, энергии и постоянной времени на расстоя-
нии 1,6 км от центра взрыва ядерного заряда с тротиловым экви-
валентом | тыс. т равны:

импульс = 0,456 кг - сек/см?;

энергия = 0,27 кгм/см?;

постоянная времени = 17,5 мсек.

Следовательно, на расстоянии 5 км от центра взрыва ядерного
заряда с тротиловым эквивалентом 30 тыс. г эти величины будут
иметь следующие значения:

импульс = 0,456 Ж Ам = 1,42 кесек/см?;

энергия = 0,27 Х 3018 — 0,84 кем/см?:

постоянная времени = 17,5 30'° = 54 мсек,

15*

= 1,6 км.

ДЕЙСТВИЕ НАЗЕМНЫХ, ПОДЗЕМНЫХ И ПОДВОДНЫХ ВЗРЫВОВ

к.
5
5 >
х
ь-
3
<>
:
З
55
®
@
5
5
з
>
$
3
>
;
8
5
=

Росстояние от эпицентра взрыва 8 км

Рис. У.52. Изменение максимального избыточного давления воды при
взрыве ядерного заряда с тротиловым эквивалентом |1 тыс. т, произ-
веденном на глубине 10 м в водоеме глубиной 20 м

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ РАЗВИТИЯ ПОДВОДНОГО ВЗРЫВА 229

Кривая (рис. У.52) показывает зависимость максимального из-
быточного давления в воде от расстояния до центра взрыва ядер-
ного заряда с тротиловым эквивалентом | тыс. т, произведенного
на средней глубине в водоеме глубиной 20 м.

Метод расчета. В случае если приведенная глубина водоема
составляет 20 м, расстояние, на котором наблюдается заданное
давление при взрыве ядерного заряда с тротиловым эквивалентом
М! тыс. т, определяется умножением соответствующего расстояния
при взрыве заряда с тротиловым эквивалентом 1 тыс. т на вели-
чину |7

Пример. Дано: взрыв ядерного заряда с тротиловым эквива-
лентом 30 тыс. т произведен на средней глубине в водоеме глуби-
ной 60 м.

Определить расстояние, на котором величина максималь-
ного избыточного давления составляет 21 кг/см?.

Решение: Приведенная глубина, соответствующая фактиче-
60 60

ской глубине 60 м, составляет зоиз = зт = 19,5 м. Это доста-
точно близко к величине 20 м, чтобы можно было использовать
график на рис. \.52.

Из графика определяем, что при взрыве ядерного заряда с тро-
тиловым эквивалентом | тыс. т максимальное избыточное давление,
равное 21 кг/см?, наблюдается на расстоянии 0,625 км от цен-
тра взрыва. Следовательно, при взрыве ядерного заряда с тротило-

вым эквивалентом 30 тыс. т максимальное избыточное давление

будет иметь указанное значение на расстоянии 0,625Ж30'° —

= 0,625 Ж 3,1 = 1,94 км.

ДЕЙСТВИЕ НАЗЕМНЫХ, ПОДЗЕМНЫХ И ПОДВОДНЫХ ВЗРЫВОВ

х
х
<
©
©
Ф Е;
°з 08 подво
35 043 М:
5% но
5 оби
53° 0352 Во0би
33 от
$3 0,282 Л
ЗЕ лиЧиН
2$ 0215 «Бейк
3% На
=
эз добия
=
5 о заряде
=
3 рис. \
8 дут м
= щейся
давле!
0,0705 вая 3а
0 0,16 0,32; 0,48 0,64 0,8 0,98 ИСПОЛЕ
Расстояние от эпицентра взрыва 8 км избы
Рис. \.53. Изменение максимального избыточного давления в воздухе больш
на поверхности воды при подводном взрыве ядерного заряда с тротило-
вым эквивалентом 1 тыс. т, произведенном на небольшой глубине В |
: сот:
Кривая графика (рис. \.53) показывает зависимость макси- бл У.
мального избыточного давления в воздухе на поверхности воды от е
расстояния до эпицентра взрыва ядерного заряда с тротиловым я ади
эквивалентом | тыс. т, произведенного на небольшой глубине. рн
Метод расчета. Расстояние, на котором максимальное избыточ- к [
ное давление в воздухе будет иметь заданное значение при взрыве ЩИ
ядерного заряда с тротиловым эквивалентом тыс. т, определяется ОЛЬЗо
умножением расстояния, на котором давление будет иметь то же С от
значение при взрыве заряда с тротиловым эквивалентом | тыс. т, Чна р
1/3
на коэффициент № '^. На ру

Пример. Дано: взрыв ядерного заряда с тротиловым эквива-
лентом 30 тыс. т произведен на средней глубине в водоеме глуби-
ной 30 м.

Определить расстояние, на котором избыточное давление
В воздухе на поверхности воды составляет 0,35 кг/см?.

Решение: Из графика У.53 следует, что избыточное давле-
ние воздуха при взрыве ядерного заряда с тротиловым эквивален-
том | тыс. т имеет величину 0,35 ке/см? на расстоянии 0,32 км от

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ РАЗВИТИЯ ПОДВОДНОГО ВЗРЫВА 231

эпицентра. Следовательно, при взрыве ядерного заряда с тротило-
вым эквивалентом 30 тыс. т давление будет иметь такое же зна-

чение на расстоянии от эпицентра, равном 0,32% 308 = 1км.

Воздушная ударная волна при подводных взрывах

У.53. Как указывалось выше, определенное количество энергии
подводной ударной волны, образующейся при неглубоком подвод-
ном взрыве, передается в воздух в виде воздушной ударной волны.
Вообще говоря, доля энергии, переданная таким образом, зависит
от глубины взрыва, однако, чтобы иметь некоторое суждение о ве-
личинах избыточного давления в воздухе, в качестве исходных ве-
личин были использованы данные, полученные в ходе испытаний
«Бейкер». у

На основе этих данных с использованием известного закона по-
добия была построена кривая для подводного взрыва ядерного
заряда с тротиловым эквивалентом | тыс. т, приведенная на
рис. У.53. Избыточные давления, полученные из этого графика, бу-
дут меньше соответствующих давлений ударной волны, образую-
щейся при взрыве на поверхности, но больше соответствующих
давлений ударной волны глубокого подводного взрыва. Эта кри-
вая зависимости избыточного давления от расстояния может быть
использована вместе с законом подобия для приближенной оценки
избыточного давления ударной волны при любых взрывах на не-
большой глубине в водоемах средней глубины.

Высота волн, образующихся на поверхности воды при подводных
взрывах

\.54. На графике, изображенном на рис. \.54, приведены при-
близительные величины максимальных высот волн (от гребня до
впадины) на различных расстояниях от центра подводного взрыва
ядерного заряда с тротиловым эквивалентом 1 тыс. т. Эти вели-
чины были получены на основе измерений, произведенных в ходе
испытаний «Бейкер» (табл. \.40). Данные таблицы можно ис-
пользовать для определения высоты волн для взрыва заряда
с тротиловым эквивалентом № тыс. т в водоеме, приведенная глу-
бина которого (определяемая как фактическая глубина, деленная

на |7 составляет 25,8 м. Высота волны на любом данном рас-
стоянии от эпицентра взрыва в этом случае может быть получена
умножением соответствующей величины, наиденной из графика,
представленного на рис. У.54 (справедливого для взрыва ЯААВНО
заряда с тротиловым эквивалентом 1 тыс. т) на коэффициент №".
Если приведенная глубина водоема менее 25,8 м, то высота волны
уменьшается прямо пропорционально фактической глубине водоема.
Следует заметить, что кривая на рис. \.54 получена в предположе-
нии, что водоем имеет постоянную глубину, т. е. при этом не учи-
тывается ослабление волны, когда она достигнет мелководья.

ДЕЙСТВИЕ НАЗЕМНЫХ, ПОДЗЕМНЫХ И ПОДВОДНЫХ ВЗРЫВОВ

=

ционально 6
Пример.
валентом 30
ядерного за
В ВОДОЕМЕ Г.
Опред.

2,48

Высота волны от гребня до впадины 8 м

0,608

Л
т 18 31 4,8 6 8 “та 30
Расстояние от эпицентра взрыва 8 км |
Рис. У.54. Максимальная высота волны при взрыве ядерного | к.

Н
заряда с тротиловым эквивалентом | тыс. т, произведен- аль
ном в водоеме глубиной 26 м

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ РАЗВИТИЯ ПОДВОДНОГО ВЗРЫВА 233

Кривая (рис. У.54) показывает изменение приближенного зна-
чения максимальной высоты волны (от гребня до впадины) в зави-
симости от расстояния до эпицентра взрыва ядерного заряда с тро-
тиловым эквивалентом | тыс. т. Взрыв произведен в водоеме глуби-
ной 25,8 м (это соответствует расчетной глубине при испытании
«Бейкер», произведенном у атолла Бикини).

Метод расчета. Высота волны на заданном расстоянии от эпи-
центра взрыва ядерного заряда с тротиловым эквивалентом Й тыс. т
определяется умножением высоты волны, образующейся на таком
же расстоянии при взрыве заряда с тротиловым эквивалентом
1 тыс. т, на коэффициент №”. Это справедливо, если расчетные
глубины взрывов одинаковы. Для водоемов, глубина которых
меньше чем 25,8 И" м, высота волны уменьшается прямо пропор-
ционально фактической глубине водоема.

Пример. Дано: а) взрыв ядерного заряда с тротиловым экви-
валентом 30 тыс. т произведен в водоеме глубиной 60 м; 6) взрыв
ядерного заряда с тротиловым эквивалентом 30 тыс. т произведен
в водоеме глубиной 30 м.

Определить ожидаемую максимальную высоту волны в
каждом случае на расстоянии 6,4 км от эпицентра взрыва.

Решение. а) Приведенная глубина водоема составляет
зин=озя = 25,8 м. Следовательно, в этом случае график, пред-
ставленный на рис. \У.54, может быть использован. Из графика
определяем, что на расстоянии 6,4 км от эпицентра взрыва ядер-
ного заряда с тротиловым эквивалентом | тыс. т максимальная
высота волны составляет 0,3 м. Следовательно, высота волны на
расстоянии 6,4 км от эпицентра взрыва для тротилового эквива-
лента 30 тыс. т составляет 0,3Ж30'”* = 0,3Ж5,5 = 1,65 м.

6) Так как глубина 30 м меньше, чем глубина 25,8 №!“ м для
величины , равной 30 тыс. т, то высота волны будет пропорцио-
нальна фактической глубине водоема.

Если при глубине водоема 60 м высота волны на. расстоянии
6,4 км от эпицентра взрыва заряда мощностью 30 тыс. т составляет
1,65 м, то при глубине водоема 30 м высота волны на том же рас-

о
стоянии будет равна 1,65 Х 35 = 0,825 м.

234

Глубина воронки и высота гребня вм

‘ 0,304 0,608 1,22 213 3.04 6,08 120 213304 60,8 122 1213 304
20 000

10 000
7000

4 000

2000

Е
З 1000 | к | =
# ©
“ т Рае
< $
0%
Е 400 в г.
ъ $
$ $
3 | —& В
= 100 = < $ |
э $ $ Я
< 1 = ы ие. |
5 < ©
Е в $ $
В «/—&
я
20

2 Г |

:

3.04 6.08 17,2 213304 608 122 2713 30% 608 1220 3040
Диометр воронки в м

Рис. У.55. Размеры воронки при подводном взрыве

з

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ РАЗВИТИЯ ПОДВОДНОГО ВЗРЫВА

р

Кривые графика (рис. \.55) показывают зависимость высоты
гребня, а также глубины и диаметра воронки в дне водоема, обра-
зующейся при подводном взрыве, от величины тротилового экви-
валента. Данный график справедлив для взрывов, произведенных
на глубине до 6 м в водоеме глубиной 18 м с дном, состоящим из
песчаных, песчано-гравийных или мягких горных пород.

При других породах дна водоема для определения размеров
воронки необходимо пользоваться следующими поправочными ко-
эффициентами.

Грунт Для диаметра Для глубины Для высоты гребня
Лёсс 1,0 Ти 0,7
Глина 1,0 2.3 рэ
Твердые горные породы 0,7 0,5 0,4
Ил 0,7 0,4 0,2

’

Пример. Дано: ядерный заряд с тротиловым эквивалентом
200 тыс. т взорван под водой, вблизи поверхности в водоеме глу-
биной 18 м. Дно состоит преимущественно из глинистых грунтов.

Определить размеры воронки.

Решение: Согласно графику размеры воронки для взрыва
ядерного заряда с тротиловым эквивалентом 200 тыс. т имеют
следующие значения:

диаметр — 330 м;

глубина — 11,2 м;

высота гребня — 1 м.

Размеры воронки с учетом поправочных коэффициентов для
глинистого дна водоема составляют:

диаметр — 3301,0 = 330 м;

глубина — 11,2Ж2,3 = 25,4 м;

высота гребня — 1Ж2,3 = 2,3 м.

236 ДЕЙСТВИЕ НАЗЕМНЫХ, ПОДЗЕМНЫХ И ПОДВОДНЫХ ВЗРЫВОВ

——- п

Образование подводной воронки

\.55. Размеры воронок, образующихся на дне водоема в резуль-
тате подводных взрывов, для некоторого диапазона мощностей
взрывов даны на рис. \.55. Эти величины даны для взрывов на глу-
бине менее чем б м в водоеме глубиной 18 м, имеющем песчаное
песчано-гравийное дно или дно, состоящее из мягких горных пород.
Поправочные коэффициенты для других пород, из которых состоит
дно, даны в пояснении к рис. \.55.

ГЛАВА У!

РАЗРУШЕНИЯ (ПОВРЕЖДЕНИЯ) ОБЪЕКТОВ,
ВЫЗЫВАЕМЫЕ ВОЗДУШНОЙ УДАРНОЙ ВОЛНОЙ,
ВОЛНОЙ СЖАТИЯ В ГРУНТЕ И ПОДВОДНОЙ
УДАРНОЙ ВОЛНОЙ

ВВЕДЕНИЕ

\Т.1. В трех предыдущих главах дано описание основных явле-
ний, сопровождающих ядерные взрывы в воздухе, грунте и воде;
дана также общая характеристика разрушений ' (повреждений)
различных объектов, вызываемых этими взрывами. В настоящей
главе будет дано общее определение критериев разрушения и бу-
дет рассмотрена зависимость степени разрушения ряда специфи-
ческих типов сооружений от расстояния как функции мощности
ядерного взрыва. Кроме того, будет указан метод подробного
анализа факторов, которые определяют степень разрушения раз-
личных сооружений при действии воздушной ударной
волны.

\1.2. Общие выводы относительно ожидаемого действия ядер-
ных взрывов на различные сооружения приведены в трех диаграм-
мах (рис. У1.41а, б и в). Данные указанных диаграмм получены
на основе результатов теоретических расчетов, лабораторных ис-
следований, изучения последствий атомных взрывов в Японии и
экспериментальных ядерных взрывов.

Однако разнообразие комплексов сооружений, особенно город-
ских, исключает возможность точного предсказания действия удар-
ной волны на эти объекты. Тем не менее при правильном понима-
нии и использовании имеющихся сведений можно получить дан-
ные, удовлетворяющие практическим потребностям. Приводимые
ниже выводы относятся к некоторым средним типам сооружений,
которые могут быть на реальных объектах.

РАЗРУШЕНИЯ ОБЪЕКТОВ

РАЗРУШЕНИЯ (ПОВРЕЖДЕНИЯ) ОБЪЕКТОВ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ
ВОЗДУШНОЙ УДАРНОЙ ВОЛНОЙ

Классификация разрушений

\1.3. При рассмотрении вопросов, связанных с разрушениями
городских комплексов сооружений, вызываемыми воздушной удар-
ной волной ядерного взрыва, Федеральное управление гражданской
обороны (ФУГО) применяет классификацию этих разрушений, осно-
вывающуюся на выделении четырех зон — А, Б, Ви Г. Зона А ха-
рактеризуется почти полным разрушением зданий воздушной
ударной волной; в зоне Б основная часть зданий получает такие
сильные повреждения, которые исключают возможность их восста-
новления. В зоне В здания получают средние повреждения. Эти
здания могут быть восстановлены, но на время ремонта должны
быть освобождены от жильцов. В зоне Г характер повреждения
зданий таков, что на время ремонта не требуется освобождать их
от жильцов. Эта классификация относится к наиболее распростра-
ненным типам городских зданий и особенно удобна для планиро-
вания и определения объема восстановительных работ. Так как
данная классификация относится к некоторому среднему ком-
плексу сооружений, то выделяемые согласно этой классификации
зоны не следует определять по характеру разрушений очень проч-
ных или очень слабых сооружений. Следует отметить, кроме того,
Что эта зональная классификация, установленная для городского
комплекса сооружений, не может относиться к таким объектам,
как, например, самолеты или корабли.

\У1.4. Для классификации разрушения отдельных сооружений
комплекса необходимо пользоваться измененной системой класси-
фикации ФУГО. Вследствие различной устойчивости сооружений
(иногда сходных по конструкции) к действию воздушной ударной
волны зона А для одного объекта не обязательно будет таковой
для другого. То же самое справедливо и в отношении других зон.
В измененной системе классификации буквами А, Б, В и Г обозна-
чаются не зоны разрушений, а степень или тип разрушения опре-
деленного сооружения или объекта.

А обозначает, что сооружение фактически п
шено. :

Б обозначает сильное разрушение, при котором для использо-
вания сооружения потребуется почти полная его перестройка.

В обозначает среднее разрушение, при котором для использо-
вания сооружения требуется произвести капитальный ремонт.

Г обозначает, что объект (или сооружение) поврежден легко.
Для его восстановления требуется произвести незначительный ре-
монт или можно обойтись вообще без ремонта.

Особенности применения этой классификации для определения
степени повреждений конкретных объектов будут изложены ниже;

олностью разру-

нему ком-
‘сификации
чень проч-
‹роме того,
городского
объектам,

РАЗРУШЕНИЯ ОБЪЕКТОВ ВОЗДУШНОЙ УДАРНОЙ ВОЛНОЙ 239

будут приведены также и таблицы для определения типа разруше-

нии различных сооружений на заданных расстояниях от центра
взрыва определенной МОЩНОСТИ.

Повреждение наземных сооружений

УТ.5. Характеристика повреждений типа Б, В и Г для различ-
ных сооружений приведена в таблицах \1.5а и 6. Так как повре-
ждения типа А представляют собой фактически полное разруше-
ние, то характеристика их в таблицы не включена. Для удобства
пользования таблицами в первой таблице приведены данные о по-
вреждениях, вызываемых действием избыточного давления, т. е. си-
лами, действующими главным образом в процессе обтекания и
отражения ударной волны. Во второй таблице приводятся данные
о повреждениях, вызываемых главным образом действием скорост-
ного напора. Следует отметить, что в этих таблицах не даны описа-
ния повреждений очень высоких зданий, которые имеются во многих
больших городах Соединенных Штатов. Это объясняется отсут-
ствием необходимых данных о характере повреждений такого рода
зданий. Ни в Нагасаки, ни в Хиросима не было сооружений такого
типа, и они не испытывались при экспериментальных взрывах.

\1.6. На элементы конструкций с коротким периодом колеба-
ний (приблизительно до 0,05 сек), разрушающиеся при малых
пластических деформациях, существенное влияние при взрыве ока-
зывает только величина максимального избыточного давления;
длительность действия ударной волны оказывает при этом незна-
чительное влияние. Значения максимального избыточного давле-
ния, при которых происходит разрушение элементов такого типа,
приведены в табл. \1.6. Для элементов конструкций, изготовлен-
ных из хрупких материалов, разница между величиной избыточ-
ного давления, еще не вызывающего разрушения, и величиной дав-
ления, вызывающего полное разрушение, очень невелика. Другие
элементы конструкции разрушаются после некоторой пластиче-
ской деформации. Однако и для них разница в значениях избы-
точного давления, вызывающего небольшое повреждение и полное
разрушение, также невелика. В табл. У1.6. указаны значения из-
быточного давления в падающей ударнои волне, вызывающего
повреждения стеновых панелей, плоскость которых обращена к эпи-
центру взрыва. Панели, ориентированные таким образом, что на
них не действует отраженное давление, получат такие же повре-
ждения при удвоенной величине максимального избыточного дав-

ления в падающей волне.

Повреждение легких заглубленных сооружений с грунтовой
обсыпкой

\УТ.7. Воздушная ударная волна является основным фактором,
определяющим степень повреждения легких заглубленных соору-
жений с грунтовой обсыпкой. Слой грунта, покрывающий сооруже-

240 РАЗРУШЕНИЯ ОБЪЕКТОВ

ние, обеспечивает существенную защиту от воздушной ударной
волны, а также от летящих осколков. Толщина слоя грунта над
сооружением обычно определяется требованиями защиты от
ядерной радиации. Наряду с этим такой слой грунта должен обес-
печивать также устойчивость сооружения к действию избыточного
давления или скоростного напора (см. гл. УПО. ы

\Т.8. Обсыпка поверхностных и котлованных сооружений про-
изводится путем создания над ними земляного холма. При такой
форме грунтовой обсыпки снижается коэффициент отражения
ударной волны (см. рис. \У1.82а) и улучшается аэродинамическая
форма сооружения. Это в свою очередь. приводит к значительному
уменьшению сил, действующих на сооружение. Дополнительное
преимущество, создаваемое обсыпкой, состоит в повышении жест-
кости или сопротивляемости смещению податливых сооружений
вследствие противодействия грунта.

Таблица \1.5а

Характер повреждений сооружений, чувствительных главным образом
к действию избыточного давления ударной волны
в процессе обтекания

Е

Характер повреждений

Тип сооружений
Б | в г
———
Трехэтажные желе- Разрушение Растрескивание | Повреждений

зобетонные здания с | стен, сильная де- стен, легкая де- | нет.
железобетонными формация ферм, | формация всего
стенами без оконных обрушение части | здания, повреж-
проемов с высокой | колонн на первом дение входов, срыв
устойчивостью к дей- | этаже. дверей, отслаива-
ствию ударной волны!. ние бетона (см.
рис. ГУ.82а).

Многоэтажные же-
лезобетонные здания
с бетонными стенами
и малой площадью
окон (пять этажей).

` Способны противостоять воздействию избыточного давления я
ударной волны, равного 1,4 кг/см? при ядерном взрыве мощностью 20 тыс-

Разрушение
стен, сильная де-
формация ферм,
обрушение не-
большой части ко-
лонн первого
этажа,

Образование
многочисленных
трещин на наруж-
ных стенах, обра-
зование крупных
трещин на вну-
тренних перего-
родках, обруше-
ние некоторых пе-
регородок. Оста-
точная деформа-
ция ферм; отслаи-
вание бетона.

Вдавливание
окон и дверей
внутрь; образова-
ние трещин на
внутренних пере-
городках.

'блица \1.5а

ным образом
ы

овреждений

РАЗРУШЕНИЯ ОБЪЕКТОВ ВОЗДУШНОЙ УДАРНОЙ ВОЛНОЙ

241

Продолжение

или —А—А——А———/—/—

Тип сооружений

Характер повреждений

Б

В

Е

——————ы—ы—ы—ы—ы—ы—ы—ы—ы—ы—ы—ы—ы—ы—ы—«АЭ„_—

Многоэтажные зда-
ния с несущими сте-
нами, многоквартир-
ные кирпичные зда-
ния высотой до трех
этажей. `

Четырехэтажные
здания с массивными
несущими — стенами.
Большие сооружения
(более 60Ж60 м в
плане). В этом случае
наружные стены мо-
гут быть сильно по-
вреждены, в то время
как внутренняя часть
дома остается почти
неповрежденной.

Одноэтажные и
лвухэтажные жилые
здания с деревянным
каркасом.

Заполненные резер-
вуары для хранения
жидкого топлива с ко-
ническими крышками
(незаполненные ре-
зервуары более уяз-
ВИМЫ).

Характер поврежден

дейс

Тип сооружений

Обрушение не-
| сущих стен, при-
водящее к пол-
ному разрушению
здания (см. рис.
Г\.89а).

Обрушение не-
сущих стен, при-
водящее к разру-
шению конструк-
ций, поддерживае-
мых этими стена-
ми. Если некото-
рые несущие сте-
ны в достаточной
степени защище-
ны другими сте-
нами, то часть
сооружения может
получить лишь
средние повреж-
дения (см. рис.
Г\.896).

Разрушение
каркаса, вызываю-
щее обрушение
большей части
здания рис.
Г\.14).

Сильная дефор-
мация боковых
стенок; разрывы
швов резервуаров
(см. рис. 1\.74а).

(см.

Многочислен-
ные трещины на
наружных стенах,
крупные трещины
на внутренних пе-
регородках или их
обрушение.

Сильное — рас-
трескивание на-
ружных стен, об-

ращенных к месту
взрыва, и внут-
ренних перегоро-
док.

Образование
трещин на кар-
касе; сильное по-
вреждениекрыши;
обрушение внут-
ренних перегоро-
док (см. рис. [У.8).

Продавливание
крыши; продавли-
вание или дефор-
мация боковых
стенок выше
уровня жидкости.

Вдавливание
окон и дверей
внутрь; образова-
ние трещин на
внутренних пере-
городках.

Вдавливание
окон и дверей
внутрь; образова-
ние трещин на
внутренних пере-
городках.

Вдавливание

окон и дверей
внутрь; растрес-
кивание внутрен-
них перегородок
(см. рис. [\.16).

Сильное повре-

ждение крыши
(см. рис. ГУ.746).

Таблица \1.56

ий сооружений, подверженных главным образом

твию нагрузки от скоростного напора
О оненирииочонининит паи т

Б

Характер повреждений

В

Г

Ш

Одноэтажные про-

Сильная дефор-
мышленные здания с | мация каркаса (из-

легким стальным кар- гиб до половины

16 Действие ядерного оружия

Остаточная де-

формация каркаса | окон и
(см. рис. [У.626). | внутрь, срыв эде-

Вдавливание
дверей

РАЗРУШЕНИЯ ОБЪЕКТОВ

Продолжение

Характер повреждений

Тип сооружений В | В
—_—_
касом (имеют краны высоты колонн) Для эксплуатации | ментов легкого
грузоподъемностью (см. рис. 1\.55а | кранов требуется | стенового запол-
до 5 т) с легкими |и 6). ремонт. нения или сильная
непрочными стенами. их деформация.
Легко подвержены
разрушению.
Промышленные од-| (Сильная дефор-| Остаточная де- То же
ноэтажные здания со | мация каркаса (из- формация карка-
стальным каркасом | гиб до половины | са. Для эксплуа-
средней прочности | высоты колонн). |тации кранов тре-
(имеют краны грузо- буется ремонт.
подъемностью до 20
т). Непрочные стены
легко разрушаются.
Промышленные
одноэтажные здания
с тяжелым стальным
каркасом (имеют кра-
НЫ грузоподъемно-
стью до 50 11).
Пятиэтажные адми- Сильная дефор- Умеренная оста- Вдавливание
нистративные здания | мация каркаса. | точная деформа-|окон и дверей
со стальным карка-| Обрушение ко- | ция каркаса, раз- | внутрь. Срыв лег-
сом. Непрочные стены | лонн начинается с рушение внутрен- | кого стенового за-
легко разрушаются. | нижнего этажа. них перегородок. | полнения; образо-
вание трещин на
внутренних пере-
городках с одно-
временной их де-
формацией.
Пятиэтажные адми- То же Умеренная оста- Вдавливание
нистративные здания | (см. рис. [\.826) | точная деформа- | окон и дверей
с железобетонным ция каркаса. Об-| внутрь; срыв па-
каркасом. Непрочные рушение внутрен- | нели легкого сте-
стены легко разру- них перегородок. | нового — заполне-
шаются. Частичное отслаи- | ния. Образование
вание бетона (см. | трещин на вну-
рис. 1\.856) тренних перего-
родках с одновре-
менной их дефор-
мацией.
Грузоподъем-

Автодорожные иже-| Полное разру-| Частичное раз-
лезнодорожные мосты | шение попереч- | рушение попереч- | ность ‘моста не
со сквозными фер-|ных связей; обру- | ных связей, вызы- уменьшается; по-
мами. шение ферм. вающее уменьше- | вреждения состоят

ние грузоподъем-| в деформации по-

ности моста приб- | перечных связей.
лизительно на

509/о.

вание

дверей
рыв лег-
ового 3За-
образо-
ещин на
х пере-
с одно-
гих де-

РАЗРУШЕНИЯ ОБЪЕКТОВ ВОЗДУШНОМ УДАРНОЙ ВОЛНОЙ 243

Таблица \1.6

Разрушение (повреждение) элементов сооружений, чувствительных
к действию максимального избыточного давления
до
Приблизительная ве-
Характер разрушения личина избыточного

(повреждения) давления в падающей
ударной волне, кг/см?

Элементы сооружения

|

Окна (большие и малые). Зыбивание стекол; воз- 0,035—0,07
можно разрушение оконных
рам.
Легкое стеновое заполнение Разрушение. 0,07—0,14
из волнистых асбестовых па-
нелей.
Панели из волнистой стали Нарушение соединений 0,07—0,14
и алюминия. с последующей сильной де-
формацией.
Кирпичные стены толщиной Разрушения, вызываемые 0,49—0,56
20—30,5 см (без усиления). деформацией среза и сме-
щением.
Стеновое заполнение из де- Нарушение соединений и 0,07—0,14

ревянных панелей (дома стан-| срыв деревянных панелей.
дартной конструкции). А

Бетонные или шлакобетон- Разрушение стен. 0,14—0,21
ные стены толщиной 20—
30,5 см (без усиления).

\1.9. Под легкими заглубленными сооружениями подразуме-
ваются такие сооружения, глубина заложения которых позволяет
иметь грунтовую обсыпку на одинаковом уровне с поверхностью
земли. Однако заглубление их при этом все же недостаточно для
того, чтобы получить большое значение отношения глубины зало-
жения сооружения к его пролету, которое обусловливает защитное
действие грунтовой обсыпки (см. $ 1.11). При глубине заложения
сооружения до 3 м в большинстве грунтов происходит небольшое
ослабление давления воздушной ударной волны, действующего на
поверхность сооружения. Как показали атомные испытания
в штате Невада, увеличение давления на сооружение вследствие
отражения волны сжатия от верхней поверхности сооружения не
наблюдается. у

\1.10. Горизонтальная составляющая давления, действующего
на вертикальные стенки сооружения, находящегося в и хо-
рошо утрамбованном глинистом грунте, составляет около 15% дав-
ления, действующего на покрытие сооружения. Однако длЯ наибо-
лее распространенных пористых, насыщенных влагой грунтов
боковое давление, вероятно, будет выше и может стать равным
величине давления, действующего на покрытие сооружения. Давле-
ние, действующее на пол сооружения, который конструктивно а
ставляет одно целое с его стенами, может достигать 75—100%
давления, действующего на его покрытие.

16*

м

РАЗРУШЕНИЯ ОБЪЕКТОВ

УТ. И. Для сооружения, находящегося на глубине, при которой
отношение глубины заложения сооружения к его пролету прибли-
жается к единице (или превышает единицу), будет иметь место
некоторое защитное действие окружающего грунтового свода,
Предварительные данные, полученные при испытаниях на полигоне
в штате Невада, показали, что грунтовый свод уменьшает нагрузку
на сооружения, построенные из гибких элементов, однако устано-
вить степень такого уменьшения пока не представляется воз-
МОЖНныЫМ. ;

\1.12. Характер возможных повреждений легких заглубленных
сооружений зависит от ряда факторов, включающих характери-.
стики сооружения, г убления сооружения и ве.

ления, т е. максимального избыточ-
рной волны. В таблице \1.19 даны
ЬноГо избыточного давления, вызы-

й

относительно на правления р

Таблица \1.12

Разрушения и повреждения неглубоких котлованных и наземных

сооружений с грунтовой обсыпкой В

——_—_
Максимальное

избыточное Характер разрушений
давление, (повреждений)

Тип разру-
Тип сооружений шений (по-
вреждений)

Легкие сводчатые назем- Полное разрушение.
ные сооружения из волни- овреждение части свода
стых стальных панелей дли- со стороны, обращенной к
ной 6—7,5 м, с толщиной взрыву.
обсыпки над сводом 0,9 м. Деформация торцовых
стенок и свода; возможно
повреждение входной двери.

Возможно повреждение
вентиляционной системы и
входной двери.

Легкое железобетонное Разрушение сооружения.
наземное или заглубленное Частичное — разрушение
Укрытие с грунтовой обсып- сооружения.
кой толщиной не менее Деформация панелей,
0,9 м (панели толщиной образование большого ко-
5—7,5 см); балки располо- личества трещин, вдавли-
жены на расстоянии 1,2 м вание внутрь отдельных
одна от другой. панелей.

Образование трещин, воз-
можно повреждение вход-
ной двери.

А
Б

ооруже-
тентации

ударной
ца \1.12

МНЫХ

9 РАЗРУ ШЕНИЯ ОБЪЕКТОВ ВОЗДУШНОЙ УДАРНОЙ ВОЛНОЙ 245
ВОЛНЫ. Зависимость степени повреждения от расстояния до эпи-
центра взрыва Для этих типов сооружений представлена на

рис. У1.41а.
\Т.13. В качестве иллюстрации на рис. \УТ.13' показано повре-

ждение (типа Б) сводчатого сооружения с грунтовой обсыпкой,
построенного из волнистой стали (марки 10). Повреждение соору-

|

Рис. \1.13. Повреждения типа Б сооружения из волнистой
стали с грунтовой обсыпкой

а, что было вызвано глав-

жения состоит в оседании половины свод
дний откос об-

ным образом действием скоростного напора на пере
СЫПКИ.

\1.14. Значения ‘максимального избыточного давления, вызы-
вающего полное разрушение сводчатых сооружений из волнистой
стали с грунтовой обсыпкой толщиной 0,9 м, приведены в табл. У1.12.
Эти давления имеют величину 2,45—2,8 кг/см?. Для разрушения

сооружений, заглубленных ниже уровня поверхности земли, потре-
делах 2,8—3,5 кг/см?. Уве-

бовалось бы избыточное давление в пре
личение избыточного давления, вызывающего разрушение таких

246 РАЗРУШЕНИЯ ОБЪЕКТОВ

сооружений, объясняется тем, что в условиях полного заглубления
скоростной напор практически отсутствует. Следует учесть, что
обычная строительная техника позволяет строить подземные со-
оружения, способные противостоять избыточному давлению удар-
ной волны на поверхности в 7 хг/см? и более (см. гл. ХИП).

Разрушение (повреждение) наземных транспортных средств

№115. К рассматриваемым здесь различным средствам назем-
ного транспорта относятся гражданские легковые и грузовые авто-
мобили, машины для перемещения грунта (бульдозеры, грейдеры,
скреперы) и железнодорожный подвижной состав (локомотивы,
товарные вагоны, цистерны и платформы). Эти виды транспорт-
ных средств подвержены главным образом действию скоростного
напора, а не избыточного давления воздушной ударной волны.
Характеристика различных типов разрушений (повреждений)
транспортных средств приведена в табл. У\1.15.

Таблица \1.15

Характеристика разрушений (повреждений) различных
средств наземного транспорта

х > д Тип по- х к
арактер оборудования вреждения Характер повреждения

о.

Гражданский автотранспорт А Полное разрушение и разбрасыва-
(легковые и грузовые автомо- ние отдельных частей.
били), бульдозеры, грейдеры. Б Сильная деформация наружных
частей; срыв дверей и капотов ма-
шин. Эксплуатация возможна только
после капитального ремонта.

Опрокидывание; образование вмя-
тины на внешних поверхностях;
деформация рамы. Требуется средний
ремонт.

Выбивание стекол, образование
вмятин; иногда — опрокидывание.
Эксплуатация возможна без ремонта.

Железнодорожный подвиж- А Полное разрушение и разбрасыва-
ной состав (товарные вагоны, ние отдельных частей.
цистерны и платформы). Б Сбрасывание вагонов с рельсов и
сильное их повреждение. Часть ва-
гонов остается пригодной для
эксплуатации.

Разрушение дверей и поврежде-
ние корпуса. Необходим заводской
ремонт (см. рис. ТУ.97а).

Легкие повреждения дверей и
корпуса. Эксплуатация вагонов воз-
можна без ремонта.

Волны.
ждений)

ца \1.15

——

эрасыва-

ружных
тов Ма-
А только

РАЗРУШЕ

›2ЕКТОВ ВОЗДУШНОЙ УДАРНОМ ВОЛНОЙ

247

Продолжение
рее ВЕТО ЧАН о ЗЕНА Ее

Гип по-

Характер оборудования Характер повреждения

вреждения
Железнодорожные — локомо- | А | Сильная деформация или полное
тивы (дизельные или паровые). | разрушение.

Б Опрокидывание; срыв отдельных
частей. Требуется капитальный ре-
монт.

В Возможно опрокидывание. После

установки на рельсы могут быть от-
ведены на завод, где потребуется
произвести средний ремонт.

1 Выбивание стекол; небольшое по-
вреждение отдельных частей; при-
годны для немедленной эксплуата-
ции,

| |
Радиусы зон этих типов разрушений (повреждений) для раз-
личных мощностей взрыва могут быть определены при помощи
диаграммы, изображенной на рис. У1.41в. Приведенные на диа-
грамме данные по автотранспорту относятся к тяжелым грузовым
автомобилям. Для легковых и легких грузовых автомобилей соот-
ветствующие расстояния будут несколько больше, для тяжелых
дорожных строительных машин эти величины будут меньше тех,
которые указаны на диаграмме.

Повреждение транспортных самолетов в местах базирования

\1.16. Самолеты очень чувствительны к воздействию воздуш-
ной ударной волны, и, как указано в главе ГУ, максимальное из-
быточное давление является важнейшим параметром, определяю-
щим степень их повреждения. Нагрузки, создаваемые избыточным
давлением от 0,07 до 0,14 кг/см”, достаточны для того, чтобы про-
давить обшивку самолета, изогнуть его шпангоуты и стрингеры.
При более высоком избыточном давлении массы воздуха, движу-
щиеся за фронтом ударной волны, создают сильный скоростной
напор, который стремится повернуть, сдвинуть, поднять или опро-
кинуть находящиеся на земле самолеты, в результате чего они мо-
гут получить повреждение при столкновении с другими самолетами
или сооружениями и при ударе их о землю. Самолеты также мо-
гут сильно повреждаться летящими предметами.

\1Т.17. На степень повреждения самолетов определенного типа
на заданном расстоянии от эпицентра взрыва влияет несколько
факторов. Самолеты, обращенные носовой частью к месту взрыва,
повреждаются меньше, чем те, которые повернуты к движущейся
Ударной волне хвостом или боком. Экранирование данного само-
лета другим самолетом или каким-лиоо сооружением или неровно-

248

РАЗРУШЕНИЯ ОБЪЕКТОВ.

—_—___

стями земной поверхности может уменьшить степень р
особенно от летящих предметов. Стандартное крепление самоле-
тов, применяемое при сильных ветрах, может также уменьшить сте-
ты \1.18 приведена характеристика различных - по-
вреждений самолетов вместе с указанием величин избыточного
давления, которые могут вызвать эти повреждения. Расстояния
й от эпицентра взрыва, на которых наблюдаются эти поБренАвния,
м и зависимость расстояний от мощности ядерного взрыва можно
7 определить при помощи диаграммы, представленной на рис. \1.41а.
Приведенные на диаграмме данные применимы к транспортным
} самолетам, находящимся на открытой местности _ и произвольно
} ориентированным относительно центра взрыва. Следует, однако,
} отметить, что эти данные получены на основе испытаний военных
самолетов при взрывах ядерных бомб мощностью порядка не-
скольких тысяч тонн. При взрыве мощностью порядка миллиона
тонн действие ударной волны болышей длительности может вы-
звать иные результаты, чем те, которые указаны на диаграмме.

| Таблица \1.18
& | Характеристика разрушений (повреждений) самолетов,
{ | находящихся на земле
| Тип Избыточное давле-
+ № разрушения Характер разрушения (повреждения) ние, кг/см?
У , (повреждения)
} Аа аи ао.
| № А Полное разрушение. 0,42
Б Повреждения, при которых восстановление
самолета экономически нецелесообразно. 0,28
В Для восстановления самолета требуется ка-
питальный ремонт (см. рис. [\.100 а и 6). 0,21
{3 Ремонт не требуется или требуется незначи-
тельный ремонт и замена частей. 0,07

У1.19. Для самолетов, на
тканью или другим возгор
ний, вызываемых световым
виях, могут превышать ра
волной (см. рис. \У1.41в). Ч
может быть ослаблена экранированием возго

Повреждение судов

У\1.20. Повреждение с
духе или на поверхност
зом от действия возду

Удов при взрыве ядерного оружия в воз-
и воды будет происходить главным обра-
шной ударной волны, так как непосред-

иаграмме,
аблица \118
летов,

Избыточное дзвле-
ние, к2/ся?

—————
0,42

РАЗРУ ШЕНИЯ ОБЪЕКТОВ ВОЗДУШНОЙ УДАРНОЙ ВОЛНОЙ 249

и

—

слвенно по воде передается давление неболыной величины.
вследствие чего надводная часть корабля повреждается в наи-
большей степени. Краткое описание результатов испытаний «Эйбл»
у атолла Бикини было дано в главе 1У\; здесь приводятся некото-
рые общие выводы. Особенно чувствительны к воздействию воз-
душной ударной волны мачты, радиолокационные антенны, дымо-

вые трубы, электрооборудование и другое оборудование подобного
типа. На расстояниях от центра взрыва, на которых не происхо-
дит потопления корабля, судовые двигатели не получат, по-види-
мому, существенных повреждений. Котлы и вытяжные устройства

составляют наиболее уязвимый вид тяжелого оборудования ко-
рабля, повреждение которых воздушной ударной волной будет во
многих случаях являться причиной лишения корабля способности
к передвижению.

\1.21. Классификация типов повреждений судов торгового
флота при ядерных взрывах приведена в табл. У1Т.21. Повреждения
типа А и Б здесь объединены, так как трудно установить четкую
границу между ними. Зависимость типа повреждений от расстоя-
ния до эпицентра взрыва представлена диаграммой на рис. УтТ.АТа.
Характер разрушений, вызываемых на кораблях воздушной удар-
ной волной, показан на фотоснимках в главе Е:

Таблица \1.21

Повреждение судов при ядерном взрыве
И мы

Тип повреждения Характер повреждения

В

АиБ Очень сильные повреждения или потопление (корабль
затонул или поврежден до такой степени, что для его вос-
становления требуется полная перестройка).

В Средние повреждения, в результате которых корабль
теряет способность двигаться. Для восстановления корабля
требуется капитальный ремонт.

г Легкие повреждения. Эксплуатация корабля возможна,
хотя различные виды его оборудования и могут требовать
ремонта.

Повреждение коммунальных сооружений

\ 1.22. В данном разделе дается характеристика повреждений
воздушных линий электропередач, линий связи, а также мачт ра-
диостанций и телевизионных станций. Характер повреждении раз-
личных подземных сетей будет рассмотрен ниже ($ У1.31). Степень
повреждения таких сооружений, как электростанции, насосные
станции и резервуары для хранения жидкого топлива, можно уста-
новить на основе данных, приведенных выше, в разделе о назем-
ных сооружениях ($ \1.5 и последующие параграфы). Поврежде-
ние воздушных линий электропередачи связано главным образом

|

РАЗРУШЕНИЯ ОБЪЕКТОВ

с поломкой столбов. Линии, проходящие в радиальном направле-
нии относительно центра взрыва, менее подвержены воздействию
ударной волны, чем линии, которые проходят в на правлении, перпен-
дикулярном к направлению распространения ударной волны. При
определении степени повреждений из диаграммы, устанавливаю-
щей зависимость повреждений от расстояния до эпицентра взрыва,
для других промежуточных положений линий необходимо произ-
вести интерполяцию результатов, приведенных на этой диаграмме.
Для электросетей, телефонных и телеграфных линий повреждение
типа А означает, что большая часть столбов повалена и провода
порваны (см. рис. [У.111). Повреждения типа Б, В или Гв этом
случае не различаются, так как за пределами зоны разрушения
типа А повреждения будут небольшими и легко устранимыми.

\1.23. Характеристика повреждений мачт радио- и телевизион-
ных станций высотой от 60 до 150 м приведена в табл. \Т.23. За-
висимость радиусов зон повреждений этих линий от мощности
взрыва представлена диаграммой на рис. \1.41в.

Таблица \1.23
Повреждения радиомачт
а 2%. 1 И
Тип разрушения Е
(повреждения) Характер разрушения (повреждения)

Е ЗОН НН ЕЕНЕЧИЕОИИИИИИЙ

АиБ Мачты разрушены или упали на землю (см. рис. ГУ. 109 а).

В Мачты частично деформированы, но удерживаются рас-
тяжками; непригодны для передачи.

г Растяжки провисли, но мачты пригодны для передачи

(см. рис. 1.1096).

Повреждение лесных массивов

\1.24. Анализ повреждений лесных массивов при ядерных взры-
вах, приведенный в данном разделе, относится преимущественно
к лиственным и хвойным лесам с плотностью около 700 деревьев
на 1 га. Так как деревья подвержены главным образом действию
скоростного напора, то зона, в которой повреждения переходят от
типа А к типу Г, сравнительно невелика. Особенно трудно опре-
делить переход от зоны А к зоне Б, поэтому характеристика по-
вреждений этих двух типов дается вместе. Повреждение лесных
массивов показано на рис. \1.24а и 6. Характеристика различных
повреждений лесных массивов приведена в табл. \1.94.

Так как действие воздушной ударной волны на лес подобно
действию сильного ветра, то в этой таблице даны также скорости
ветров, которые могли бы вызвать аналогичные повреждения.

\1.25. Зависимость степени повреждений от расстояния до эпи-
центра взрыва для леса средней густоты приведена на диаграмме,

2

РАЗРУШЕНИЯ ОБЪЕКТОВ ВОЗДУШНОМ УДАРНОЙ волной 51
р рт В : Вт Е ЭГ о

|.

2

|

Рис. \1.24а. Воздействие ядерного взрыва (избыточное давление
0,27 кг/см?) на лесные массивы (повреждения тина

збыточное давление 0,17 кг/м?)
дения типа В}

Рис. 1.246. Воздействие ядерного взрыва (и:
на лесные массивы (повреж

252 РАЗРУШЕНИЯ ОБЪЕКТОВ

изображенной на рис. \/1.41в. Для лиственного леса эти расстоя.
ния несколько больше средних, для хвойного они немного
меньше.

Таблица У1.24

Повреждения лесных массивов

Тип | Скорость Эквива-

повреждения Характер повреждения лентного ураган-

ного ветра, м/сек
и в ыЩ—о—щ

До 90% всех деревьев повалено, оставшиеся
деревья лишены ветвей и листьев (рис. \1.24 а).
Район непроходим для автотранспорта; преодо-
ление завалов пешеходами сильно затруднено.

Около 305% деревьев повалено; оставшиеся
деревья имеют редкие оголенные ветви
(рис. \1.24 6). Район проходим для автотранс-
порта только после расчистки.

Повалено немного деревьев, сорвана часть

листьев и ветвей. Район проходим для авто-
транспорта. 27—36

РАЗРУШЕНИЯ (ПОВРЕЖДЕНИЯ) ОБЪЕКТОВ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ
ВОЛНОЙ СЖАТИЯ В ГРУНТЕ И ПОДВОДНОЙ УДАРНОЙ ВОЛНОЙ

Подземные сооружения

\1.26. Подземные сооружения могут быть построены таким об-
разом, что они окажутся практически не
воздушной ударной волны ($ 1.14).
быть, однако, повреждены или разру
ния воронки или действия во

а давление во фронте волны
медленно.

У\1.27. Если исходить из этих фактов, то следует ожидать, что
подземные сооружения сравнительно небольшого размера будут
смещаться от воздействия удара. Это предположение основывается
на опыте. Смещение сооружений тесно связано с перемещением
грунта при прохождении волны сжатия. Другими словами, если
ускорение частиц грунта имеет определенные горизонтальные И
вертикальные составляющие, то можно ожидать, что небольшие
подземные сооружения будут иметь почти ту же величину состав
ляющих максимального ускорения,

РАЗРЬ ШЕНИЯ ОБЪЕКТОВ ВОЛНОЙ СЖАТИЯ 253

\1.28. Как указывалось в У \.18, а также в последующих пара-
графах, разрушения сооружений, вызванные образованием во-
ронки и действием волны сжатия, могут характеризоваться тремя
различными зонами их расположения, а именно: 1) зоной воронки,
2) зоной, простирающейся, грубо говоря, до пределов пластиче-
ской зоны, т. е. приблизительно на расстояние 2,5 радиусов во-
ронки, и 3) зоной, в которой происходит кратковременное смеще-
ние грунта, проходящее без заметных остаточных деформаций.
В этой области действие волны сжатия не вызовет каких-либо зна-
чительных повреждений сооружений.

\1.29. Значения параметров ударной волны, которые главным
образом влияют на масштаб повреждений, не определены ни тео-
ретически, ни эмпирически. Однако имеются факты, свидетель-
ствующие о том, что степень повреждения сооружений зависит от
величины радиуса воронки. Некоторые примеры этой зависимости
даны в табл. \Т.29. Различные значения расстояний для одного
типа повреждений объясняются влиянием глубины (см. $ У.18) и
особенностями характеристик грунта, в котором возведено подзем-
ное сооружение. В дальнейшем будет показано, что за пределами
пластической зоны, т. е. на расстояниях от эпицентра, превышаю-
щих 2,5 радиуса воронки, волна сжатия в грунте не вызывает зна-
чительных повреждений,

Таблица \1.29

Повреждения (разрушения) подземных сооружений, вызываемые ,
действием волны сжатия в грунте
(сооружения возведены на умеренной глубине)
5555 Б-р ний,
Тип Расстояние от эпи- Характер повреждения
Тип сооружений повреждения центра взрыва (разрушения)

(разрушения)
О О Е

Сравнительно не-
большие по размерам

тяжелые убежища

а у - Полное азрушение
востью к взрыву. АиБ ВА во = ее а
В р радиу- Повреждение виутрен-

са воронки. него оборудования.
Ты 2—2,5 радиуса Нарушение соедине-
ний, образование не-
рее больших трещин в ме-

стах соединения отдель-
ных частей сооружения.

1,5 радиуса во- Деформация и разрыв.

Сравнительно длин- А
ные и гибкие кон- мы радиуса Легкая деформация;
струкции (трубопро- Б и иногда разрыв.
Воды). в ‘радиуса Нарушение герметич-
В ме : ности соединений,

РАЗРУШЕНИЯ ОБЪЕКТОВ

254

\1.30. Примером сооружений первого ‘типа, указанных
в табл. \1.29, является прочное подземное убежище из железобе.
тона. Следует ожидать, что такие сооружения не будут разрушены
даже в том случае, если они будут находиться за пределами во-
ронки, непосредственно у ее границ. Однако при этом следует
учесть тот факт, что эти сооружения будут покрыты грунтом,
сильно зараженным радиоактивными веществами (см. $ [Х.58).

\1.31. К длинным гибким конструкциям, указанным в табл.
У\Т.29, относятся прежде всего трубопроводы подземных сетей раз-
личного назначения. Повреждение их в зонах А и Б происходит
в основном в результате смещения почвы и в зоне В в результате
воздействия постоянных или кратковременных нагрузок. Расстоя-
ние, на котором будут наблюдаться повреждения типа В, зависит
от ориентации трубопроводов относительно центра взрыва. Сле-
дует считать, что на одном и том же расстоянии более серьезные
повреждения получат трубопроводы, расположенные в радиальном
направлении относительно центра взрыва. Разрушение трубопро-
водов будет происходить главным образом в местах их соединений
и ввода в здания. Эти повреждения будут тем значительнее, чем
меньше прочность материала трубопроводов.

УТ.32. Тоннели и линии метро в пределах зоны воронки будут
полностью разрушены; в известной степени они будут повреждены
и за пределами этой области. Такие же сооружения, проложенные
в плотной скале или имеющие прочную обделку, будут хорошо
противостоять действию волны сжатия. Скала, будучи упругой сре-
дой, очень хорошо передает волну сжатия, и когда эта волна до-
стигает стенки тоннеля, то на поверхности раздела скалы и воз-
духа возникает волна разрежения (отрицательного давления!).

\У1.33. При некоторых условиях возможно разрушение стенок
тоннеля и в скальной породе. Откалывание скалы происходит
В случае, когда разрывающее усилие отраженной волны разреже-
ния превосходит прочность скалы на растяжение. Масштабы вы-
вала породы и разрушения материала обделки будут зависеть от
мощности и длительности действия волны сжатия, размеров и
формы тоннеля и прочности скалы и обделки.

\У1.34. В случае когда часть подземного сооружения выходит
на поверхность земли, повреждение подземной части в основном
будет таким, как указано в табл. \1.29 при условии достаточной
прочности стен. Однако при наземных и подземных взрывах зона
разрушений, вызываемых действием воздушной ударной волны,
как правило, будет намного превосходить 3-ю, так называемую
пластическую зону.

1 Образование волны разрежения (отрицательного давления) происходит в
результате отражения волны сжатия от поверхности среды с меньшей плотно-
стью. Более подробно это рассматривалось в связи с вопросом о распростране-
нии ударной волны в воде (см. $ \.23).

{инений
ее, чем

1 будут
еждены
женные

РАЗРУШЕНИЯ ОБЪЕ

КТОВ ВОЛНОЙ СЖАТ ИЯ

«ТОВ ВОЛНО! Е...

Повреждение судов от подводной у.

У\1.35. Изложение в

дарной волны

опрос ОВ, связанных с деис

ы | твием ПОДВОДНОЙ
арн у Г ное 2]

уд р ой волны на суда, основанно на опыте испы ании «< ›ейкер»,

м в главе У. В большинстве случаев подводная ударная
й удет являться наиболее важным фактором, определяющим
масштаб повреждений. Исключения из этого правила могут иметь
место при взрывах, произведенных на весьма незначительной глу-
бине или при взрывах очень большой мощности, произведенных в
неглубоких водоемах. В этих случаях воздушная ударная волна
будет иметь большее значение, чем подводная ударная волна.

\1.36. Тип повреждений судов от подводной ударной волны
определяется тем же методом, что и тип повреждений от воздуш-
ной ударной волны. Следовательно, характеристика повреждений,
приведенная в табл. \1.21, применима во всех случаях, независимо
от того, вызвано это повреждение действием подводной или воз.
душной ударных волн. Зависимость между характером поврежде-
ний торговых судов и расстоянием от центра подводного взрыва,
произведенного в гавани, устанавливается по диаграмме, изобра-
женной на рис. УТ.41в.

Повреждения подводных сооружений

\1.37. Как и при действии воздушной ударной волны, повреж-
дения подводных сооружений, вызываемые подводной ударной
волной, будут зависеть от размера сооружений и некоторых вре-
менных показателей. В частности, по-видимому, будут иметь важ-
ное значение такие показатели, как постоянная времени подводной
ударной волны (см. $ \.50), и, с другой стороны, время пластиче-
ской деформации и время обтекания сооружения волной, т. е.
время, необходимое для распространения волны на расстояния,
соответствующие размерам подводного сооружения. Если подвод-
ное сооружение находится вблизи поверхности воды, то в опреде-
ленных условиях будет иметь значение также и время поверхност-
ного «срезания» (см. $ \.26).

\1.38. Если постоянная времени подводной ударной волны ве-

`лика по сравнению с временными показателями сооружения, т. е.

если подводная ударная волна имеет сравнительно большую дли-
тельность действия, то действие ударной волны будет аналогично
действию статического давления. В этих условиях максимальное
давление будет являться критерием степени повреждения. Эти рао-
суждения справедливы для небольших и прочных подводных —
оружений, так как такие сооружения будут иметь незначительные
по величине временные показатели. Я

\1.39. Для крупных прочных подводных сооружении, когда
длительность действия ударной волны невелика по сравнению с

256 РАЗРУШЕНИЯ ОБЪЕКТОВ

временными показателями сооружения, ее У. степени
повреждения будет иметь значение импу. о не ВОЛНЫ
(рис. У.48). Следует помнить в связи с этим, что ина им.
пульса и вызванное им повреждение будут значительно меньше,
если волна, отраженная от поверхности раздела водной и воздуш-
ной сред, достигнет цели вскоре после достижения ее основной
ударной волной.

\1.40. Если большие остаточные (пластические) деформации
в крупном подводном сооружении, вызванные мгновенным дейст-
вием фронта ударной волны, не вызовут его разрушения, то, по-
видимому, степень повреждений будет в основном зависеть от
энергии ударной волны (рис. \.48).

Если сооружение находится вблизи поверхности воды, то вели-
чина энергии, достаточная для его повреждения, может быть

снижена до безопасного уровня эффектом поверхностного «сре-
зания».

ОЦЕНКА ПОВРЕЖДЕНИЙ
Зависимость степени повреждений от расстояния

У\1.41. На основе обобщения данных, полученных при изучении
последствий атомных взрывов в Японии и при проведении различ-
ных ядерных испытаний, а также результатов теоретического ана-
лиза (см. специальный раздел данной главы) были установлены
определенные зависимости между мощностью взрыва, расстоянием
от эпицентра и степенью повреждения. Результаты, полученные
для типичного воздушного (ВВ) и наземного контактного взрывов
(НВ), представлены на диаграммах (рис. \1.41а, б и в). Диа-
грамма на рис. \У1.4]а относится к сооружениям, чувствительным

и наземных взрывов, а также
взрыва, произведенного в гава
светового излучения. На посл
меры использования диаграмм,

У1.42. Как уже говорилось

ни, и повреждение самолетов от
едующих страницах даются при-
изображенных на этих рисунках.
в $ \1.4, система, принятая Для
классификации повреждений отдельных сооружений, получена в
результате изменения зональной системы, используемой Федераль-
ным управлением гражданской обороны для классификации по-
вреждений среднего городского комплекса сооружений. Согласно
измененной классификации буквами А, Б, Ви Г обозначаются
типы повреждения отдельных сооружений или объектов. Подроб-

изучении
и различ-

ОЦЕНКА ПОВРЕЖДЕНИЯ 257
ная характеристика типов повреждений для различных объек
была дана выше в различных таблицах. Повреждения типа А
представляют собой почти полное разрушение объекта; поврежде-

ния типа Б являются достаточно серьезными; они вызывают необ-
ходимость выполнения большого объема работ по восстановлению
(которое может быть даже нецелесообразным). При повреждении
типа В эксплуатация сооружения возможна только после большого
ремонта. При повреждениях типа Г ремонт не требуется или тре-
буются незначительные восстановительные работы.

\1.43. Данные диаграмм, изображенных на рис. \УТ.41а, б и в,
справедливы для некоторых средних условий. Они получены на
основе предположений о том, что: 1) объект находится на уровне
моря (если высота объекта относительно уровня моря менее
1500 м, введение каких-либо поправок не требуется); 2) поверх-
ность земли достаточно ровная (пересеченная местность будет.
обеспечивать некоторое местное экранирование и защиту) и 3) со-
оружения имеют средние характеристики (т. е. средние размеры и
прочность). Использование данных диаграмм в условиях, которые
значительно отличаются от средних, предоставляется на усмотре-
ние лиц, занимающихся подобными расчетами.

\У1.44. Так как сооружения, перечень которых приведен на
рис. УТ.4]а, чувствительны к нагрузкам обтекания, максимальное
избыточное давление является наиболее важным фактором их по-
вреждения. В этом случае расстояния от эпицентра взрыва, на ко-
торых объекты получают определенные повреждения, связаны с
мощностью взрыва посредством знакомого нам закона подобия
(см. $ 11.86 и далее). Для сооружений, чувствительных к нагруз-
кам, возникающим от действия скоростного напора (см
рис. \1.416 и в), этот закон подобия не применим (см. $ 111.66)
Однако если возникает необходимость в оценке действия взрывов,
мощность которых превышает 20 млн. т (максимальная мощ-
ность, указанная на диаграммах), то закон подобия может быть
распространен и на сооружения, чувствительные к нагрузкам от
скоростного напора, при условии, что в качестве эталонного взрыва
будет принят взрыв мощностью в 20 млн. т. Следовательно, если
4 — расстояние от эпицентра взрыва мощностью >20 млн. т,
на котором объекты получат повреждения определенной степени,
и 4 — соответствующее расстояние для взрыва мощностью

И = 20 млн. т, то

Так как значение 4 может быть получено из диаграммы, то вели-
чина 4 для взрыва мощностью М_>20 млн. т может быть легко

вычислена.
\\1.45. В заключение следует упомянуть, что данные диаграмм

получены без учета повреждений, вызываемых пожарами. Вообще

17 Действие ядерного оружия

3
|
|
ь

РАЗРУШЕНИЯ ОБ1 ЕКТОВ

и Повреждения типа А

20000
Е Повреждения типа в
10 000
а 80, 45 Повреждения типо в
О 6436
4 000 48,27 Повреждения типа Г
3000 и
1.18
2 000 31 ы
19
В Ню ра
3 Е 806, м 1
& [500 ^. , :
<> | 500 за 9,65
ты — == 16
2 <
з ск 6,44 :
Го Е з
Е ь Е |4
г х Е
8 [100 го и
< Ея $ #4 Е
< Ев ее се г
о 38 16! ых з
> [40 5 т 29 о Е
< 0 з , В. :
В 20 ы м с №
8 Е 084
%
Е з
3 0,48
: 5
} Е 032
ы %
2 В 66
8 03
1 О,
0.08

Йй от расстояния
ждений объектов от расст р
: мость степени поврежд >61 ню
я ео (для объектов, малочувствительных к возд
к ы скоростного напора)

аа озо

1 КОЛОНКА

ОЦЕНКА ПОВРЕЖДЕНИЙ 259

К рис. \1. 41а.

2 КОЛОНКА
КОЛОНКА

3 КОЛОНКА

|
|
|
|
|
|

4 КОЛОНКА
5 КОЛОНКА
7 КОЛОНКА
8 КОЛОНКА
9 КОЛОНКА
10 КОЛОНКА

6

|
|
|

Й | ,
| ь
й 15
Й/ .
И й
7) о
7 р
И й я

й .
2

ТИП ОБЪЕКТОВ

Колонки; 1 — Взрыво-устойчивое железобетонное сооружение без окон

2 — Многоэтажное здание с массивными несущими стенами

3 — Многоэтажное здание с железобетонными каркасом и стенами (с небольшой площадью
оконных проемов)

4— Многоэтажный кирпичный жилой дом с несущими стенами

5 Дом с деревянным каркасом

6 — Резервуар для хранения нефтепродуктов (заполненный)

7 — Легкое сводчатое сооружение из волнистой стали с грунтовой обсыпкой толщиной

около 1 м
8 — Легкое поверхностное или котлованное убежище из железобетона с грунтовой об-

сыпкой толщиной около 1 м
9 — Транспортные самолеты, находящиеся на аэродроме (повреждения ударной волной)
10 — Торговые суда (повреждения ударной волной)

В подколонках чередуются: в 1-й подколонке — НВ, во второй — ВВ

РАЗРУШЕНИЯ ОБЪЕКТОВ

м Повреждения типа А

10000 |
8000 = Повреждения типа В }
6000 80,45
НН 64,36 7 Повреждения типа В
2.
3000 48,27 7 п
овреждения типа Г
Е [0 м
$ 1В
ЕЁ К!
= [800 И
э [50 16,09 |5 $
= 500
& 400 ^ 12,87
Е. 15
300 а 93,55
Е 200 8,04 1 |
3 т: |
ыы 13 |
$ 100 $ `4,83 | з
г 80 1 5 И }
Гы ЗЖ. З у
и Ав: ЕН
2 3 ` 8
Е [з а \ Зи |
= №№ Е м ` 59
& 123 х 5
и Е 0%
>
8 08 7
6 6 0%
5 % 048 ` 6 \
[ Е х у с
3 В" 037 .
2 5 Ех
< |
06 3
. 013
ы 9

9 1
Рис. \1.416. Зависимость степени повреждения объектов (зданий и мо- в

стов) от расстояния до эпицентра взрыва (для объектов чувствитель-
ных к воздействию скоростного напора) :

во
со шо

ов озоз ео осо ноюосе

УУНОГОЯ &

УУНОГОЯ 9

Е
а ] УЯНОГОЯ $3 ь
Е Е
- УЯНОГОУ ? < ААА ь .
и: ==. :
Е ы УЯНОГОЯ $ а
о .

Е

[1 УЯНОПОЯ &

УЯНОПОЯ 1

© с юз юз

о = > м > >: С

Н а. ПЕ

то А
Что 5
Ито 8
та Г

|
|
|
|

РАЗРУШЕНИЯ ОБЪЕКТОВ

Номограмма и диаграмма (рис. \1.41а) дают возможность
делить характер повреждений различных сооружений,
избыточным давлением на заданном расстоянии от эпи
взрыва заданной мощности. Буквы А, Б, ВиГ на ди
значают степень повреждения, как это было указ
щения НВ и ВВ в верхней части каждой диаграммы обозначают со-
ответственно наземный (надводный) и воздушный взрывы.

Метод расчета. Приведенная на рис. \У1.41 диаграмма может
быть использована непосредственно для определения повреждений,
вызываемых взрывами мощностью от | тыс. т до 20 млн. т. При
взрыве мощностью более 20 млн. г используется зависимость

113
р 57Г 4

где 4— расстояние от эпицентра,
повреждения заданного ти
стью № _> 20 млн. т;

4, — расстояние от эпицентра, на котором объекты получают те
же повреждения от действия взрыва мощностью 20 млн. т.

Пример. Дано: произведен воздушный взрыв ядерной бомбы
с тротиловым эквивалентом | млн. т (И = 1 млн. т).

Определить характер повреждений, которые получат на рас-
стоянии 3,2 км от эпицентра взрыва: а) взрывоустойчивые железо-
бетонные сооружения, 6) железобетонные сооружения обычного
типа, в) сооружения с деревянным каркасом.

Решение: Находим положения точек, соответствующих на ле-
вой шкале мощности взрыва | млн. т и на средней шкале — рас-
стоянию 3,2 км. Через эти две точки проводим прямую линию до
пересечения с правой шкалой (линией объектов). От точки пересе-
чения проводим горизонтальную линию, пересекающую полосы диа-
граммы, показывающие типы повреждения.

Таким путем определяем:

а) взрывоустойчивые железобетонные
дут иметь каких-либо повреждений;

6) обычные железобетонны
типа Б;

с) дома с деревянным каркасом полу
т. е. они будут полностью разрушены.

опре-
вызываемых
центра, для
аграмме обо-
ано выше. Сокра-

на котором объекты получают
па от действия взрыва мощно-

здания в основном не бу-

© сооружения получат повреждения

чат повреждения типа А,

толучают
МоЩНо-

учают те
) млн. т.
г бомбы

на рас-
железо-
зычного

‹ на ле-
— рас-
нию ДО
пересе-
сы ДИА-

не бУ°

кдения
и

иг

ОЦЕНКА ПОВРЕЖДЕНИЙ 263

Номограммы и диаграммы (рис. \У1.416 и в) дают возможность
определить характер повреждений сооружений, чувствительных к на-
грузкам от скоростного напора на заданном расстоянии от эпицен-
тра взрыва заданной мощности. Буквы А, Б, В и Г на диаграммах,
как и прежде, обозначают тип повреждений. Сокращения НВ и ВВ
обозначают соответственно наземный и воздушный взрывы.

Метод расчета. При взрывах мощностью более 20 млн. т при-
меним тот же самый закон подобия, как и для сооружений, чувстви-
тельных к нагрузкам обтекания.

Пример. Дано: произведен воздушный взрыв ядерной бомбы
с тротиловым эквивалентом 1 млн. т.

Определить характер повреждений, которые будут получать
на расстоянии 3,2 км от эпицентра: а) мосты со сквозными фермами,
6) промышленные сооружения со стальным каркасом средней проч-
ности, в) воздушные линии электропередачи и линии связи.

Решение: Определяем положения точек, соответствующих
тротиловому эквиваленту 1 млн. т (на левой шкале) и расстоянию,
равному 3,2 км (на центральной шкале). Через эти две точки про-
водим прямую линию до пересечения с правой шкалой (линией
объектов). Из точки пересечения. на правой шкале проводим гори-
зонтальную линию через полосы диаграммы, показывающие типы
повреждений.

Таким путем определяем:

а) мосты со сквозными фермами независимо от их длины будут
иметь повреждения типа В;

6) промышленные сооружения (средней прочности) со стальным
каркасом будут иметь повреждения типа А;

в) воздушные линии электропередачи и линии связи будут иметь
повреждения типа А, независимо от того, ориентированы эти линии
радиально или перпендикулярно относительно направления распро-

странения ударной волны.

РАЗРУШЕНИЯ ОБЪЕКТОВ

264

20000 |. Повреждения типа А
Е: Повреждения типа Б

| ыы 8045 Повреждения типа 8

5 000 64,36 _18
4 000 РА Повреждения типа Г
3 000 48,27
Т- направление телефонных у электри-
р 2000 32.18 ческих линий перпендикулярно к направ-
1 Е ” лению распростр. ударной волны И:
] т, Р-направление телефон
| 3 Г 800 НЫХ и ‚влектрических лин И
| Е 8 совпадает с напрадпе -
} < [800 ее нием распространения 6
з 0 12,87 Т ударной волны ь
! & [300 х 3,65
5 < 5 8,04 14
| 200 `
] Е х 6,44 в
р ы у 83
^4
\ За \ в
В. © < ыы
{м 5 [60 ьЗ 8,22 х < [ГИ
й > [50 5 < З
< | зги $ са Е
Гм 2 30 д х 5
| № Пр бы ^% [9
|} Е ром ы 5
м 1 В 09 о =
8 $ 08 м 5Е7 у
| р Е 0,64 а в
< 0,48 ы
4 Е 5
з $ 082 а
Е 4
: Е
©
0,16 > |
1 0.13 2
0,1 й
Рис. У1.41в. Зависимость степени пов еждений е зданий) от
расстояния до эпицентра взрыва Е т ных к воз-

действию скоростного напора)

т

ОЦЕНКА ПОВРЕЖДЕНИЙ 265
К рис. \У1. 41в

< < < <
ы ы я = ы | я я =: а
а Е: ка =" са < ры г Ее

Э Е] о | о 21° о |9
ВЕБЕ е рота рава
к И 8 =
= я © *. о [1 = во Е

_

94%

(- - ВК: -

'
|

= ооо
аи о те

ТИП ОБЪЕКТОВ

Колонки:
1— Дизельные и паровые железнодорожные локомотивы (ориентированы параллельно направ»
лению распространения ударной волны)
ливень о арб я ле внодорожные локомотивы (ориентированы перпендикулярно нап-
равлению распространения ударной волны)
НЕ Железнодорожный подвижной состав
— Автомобильный транспорт
— Транспортные самолеты. находящиеся на аэродроме (повреждения от светового излучения)
$ — Лесные массивы (440 деревьев на Г
— Телефонные и электрические лини
8 — Мачты радио- и телевизионных о. а 60—75 ж
ых зры
9 — Торговые суда в гавани (подводный взр! НВ, во второй — ВВ, в последних двух полу-

В подкол х чере ся: в 1-й подколонке —
дколонка: ередуют! колонках — ПВ

266 РАЗРУШЕНИЯ ОБЪЕКТОВ

=
говоря, если не считать самолетов с тканевой обшивкой, данные
для которых имеются на диаграмме, то непосредственное действие
светового излучения на рассматриваемые объекты не будет иметь
существенного значения. Световое излучение может, однако, вы.
звать пожары; в сооружениях, получивших повреждения типа А,
Б и В, пожары могут возникнуть в результате повреждения газо.
проводов и электропроводки. В некоторых случаях (что наблю.
далось в Хиросима) пожары могут охватить районы города даже
за пределами зоны значительных разрушений, вызванных ударной
волной. Распространение таких пожаров зависит в большой сте-
пени от местных условий, погоды и других условий, и поэтому
характер распространения пожаров трудно предсказать. Эти сооб-
ражения следует иметь в виду при использовании диаграмм для

оценки характера разрушений какого-либо города или отдельного
объекта.

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВОЗДУШНОЙ УДАРНОЙ ВОЛНЫ С ОБЪЕКТАМИ!

Возникновение нагрузок от ударной волны

\1.46. Так как получение данных о действии ядерных взрывов

на различные сооружения сопряжено со значительными трудно-
стями, то обычным методом определения степени повреждений со-
оружений, вызываемых воздушной ударной волной, является теоре-
тический анализ, подкрепленный лабораторными данными и дан-
ными экспериментов. Первым этапом такого анализа является
определение нагрузок от воздушной ударной волны на конструк-
цию сооружения с последующей оценкой реакции конструкции на
эти нагрузки. Так как конструкции реальных сооружений обычно
очень сложны, то все приведенные здесь данные будут относиться
к упрощенным схемам.

\1.47. Нагрузка на объект, создаваемая воздушной ударной
волной, как это указано в главе 1Ш, является функцией параметров
падающей ‘ударной волны (величины максимального избыточного
давления, скоростного напора, закона изменения давления во вре-
мени и длительности действия ударной волны), а также размеров,
формы, ориентации и сопротивляемости объекта. Взаимодействие
падающей ударной волны с различными объектами представляет
собой сложный процесс, теория которого основывается главным об-
разом на экспериментах, произведенных в аэродинамических тру:
бах и взрывных камерах. Чтобы упростить сложную задачу опре-
деления нагрузки, вводятся следующие допущения: |) величина
избыточного давления, представляющая практический интерес, не
превосходит 3,5 кг/см?; 2) объект находится в области образования
головной ударной волны.

1 Эти разделы до конца данной главы при чтении могут быть опущены.

. даб Я ЕКО СТВИЕ возд: ИНОЙ УДАРНОЙ ВОЛНЫ С ОБЪЕКТАМИ 267
Удет ть Е
дна имет \1.48. Чтобы: получить общее представление о процессе нагру-
ия ь 0, вь жения. констру В под действием воздушной ударной волны,
ен Ипа А в качестве примера рассмотрим простой объект, а именно: куб, пе-
= ИЯ и редняя грань которого обращена в сторону взрыва и перпендику-
о на 22 лярна направлению движения фронта ударной волны. Будем счи-
Рода ак. тать далее, что куб прочно связан с основанием и остается непо-
1х Удар Же движным в процессе нагружения. Далее принимается, что фронт
той Ной уларной волны имеет такие размеры по сравнению с размерами
мы куба, что его можно считать при набегании на куб плоским. Тогда
Зы ому рассматриваемое давление будет средним давлением, действую-
с00б. | щим на данную грань куба. Так как этот объект находится в даль-
в Для | ней зоне (в области нерегулярного отражения), то фронт ударной
ЛЬНого волны перпендикулярен к поверхности земли (рис. \1.48).

\1.49. Когда ударная волна достигает передней грани куба, про-

исходит ее отражение, в результате чего возникает избыточное

КТ | давление отражения, которое может превышать в 2—8 раз избы-
АМИ! | точное давление в падающей волне (см. $ 11.81). Вслед за этим

ударная волна начинает обтекать куб, оказывая давление на его
боковые и верхнюю грани, а затем и на заднюю грань куба. В ре-
взрывов | _ зультате объект оказывается погруженным в область высокого
давления ударной волны, которое постепенно уменьшается во вре-
НО мени и в конечном счете становится равным атмосферному давле-
‹ений со- | нию. Так как давление отражения, действующее на переднюю,
ся теоре- грань куба, больше, чем давление ударной волны на верхнюю и
и и дан- | боковые грани, то оно не может сохраняться долгое время и
твляется | вскоре падает до величины застойного давления, которое пред-
онструк- | ставляет собой сумму избыточного давления падающей волны и
кции на | скоростного напора (давления торможения). Время ослабления
обычно давления приблизительно равно времени, в течение которого волна
чоситься разрежения пройдет расстояние от ребер передней грани куба до
| ее центра и обратно.
дарной \У1.50. Давление, действующее на боковые и верхнюю грани куба,
аметров равно избыточному давлению в падающей волне, когда фронт
ного волны достигает этих граней. Затем следует ко- у
оч е- | роткий период действия пониженного давления, брт ударной
во Ей у вызываемого завихрением, образующимся в про? — олны
МЕР цессе обтекания передних ребер куба. Это
ейСтЬ завихрение движется за фронтом ударной волны
тавля вдоль или вблизи поверхности (рис. \1.50). По-
ным о. сле прекращения действия завихрения давле-
их сам ние становится равным давлению в ЕЕ <
у опр. ударной волне и затем постепенно уменьшается ны
личи! со временем. Воздушный поток вызывает неко- В. Е
рес, Е торое уменьшение нагрузок, действующих НЯ а вакреплен-
овани” верхнюю и боковые грани куба, потому Е Как ному простейшему
| мы увидим ниже, коэффициент торможения объекту, — имею-
имеет здесь отрицательное значение. щему форму куба
пен"

3 д

268 РАЗРУШЕНИЯ ОБЪЕКТОВ

\1.51. Достигнув заднего ребра куба, ударная „волна обтекает
его и движется вдоль задней грани куба (рис. \1.51). Для того
чтобы давление приобрело более или менее постоянное значение,
равное алгебраической сумме избыточного давления и давления
торможения (последнее имеет здесь также отрицательное значе-
ние), требуется определенное время. Оно зависит от времени, необ-
ходимого для прекращения действия завихрения, образующегося
в процессе обтекания волной заднего ребра куба и времени, необ-

Завихрение
=. 308
ю овихрение.__

Х ААА

Рис. \1.50. Движе- Рис. У1.51. Обте-
ние воздушной кание воздушной
ударной волны над ударной волной ,
верхней и боко- тыльной грани
выми гранями куба куба

ходимого для прохождения ударной волной расстояния от заднего
ребра куба до центра его задней грани.

\Т.52. Когда избыточное давление на задней стороне куба до-
стигнет величины избыточного давления ударной волны, процесс
обтекания на этом заканчивается. Таким образом, следует считать,
что более или менее устойчивые условия возникают еще до того,
как давление приобретает значение, которое имела окружающая
среда до прихода ударной волны.

\1.53. Общая нагрузка, действующая на любую грань куба,
равна алгебраической сумме соответствующего избыточного давле-
ния р(#) и давления торможения. Последнее связано со скорост-
ным напором 9(Ё) выражением

Давление торможения. = С.4 (В),

где С, называется коэффициентом торможения, величина кото-
торого зависит от ориентации данной стороны куба относительно
направления движения фронта ударной волны; этот коэффициент
может быть положительным или отрицательным. Величины р (2)
и 9(2) представляют собой избыточное давление и скоростной на-
пор в любой момент времени # после достижения заданной точки
фронтом ударной волны (см. $ 11.82 и 11.83).

‚1.54. Вышеприведенные рассуждения относятся к нагрузкам,
деиствующим на любую поверхность. Для какой-либо определен-

заднего

уба до-
роцесс
читать,
9] того,
ающая

куба,
давле-
орост^

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВОЗДУШНОЙ УДАРНОЙ В

С ОБЪЕКТАМИ 269

ной точки на поверхности величина нагрузки зависит также от
положения даннои точки относительно краев грани куба. Этот слу-
чай требует более детального рассмотрения.

Следует отметить, что здесь была дана только общая характе-
ристика процесса возникновения нагрузки. В действительности,
однако, в процессе обтекания образуется несколько циклов волн
отражения и волн разрежения, распространяющихся вдоль поверх-
ностеи, пока не произойдет их затухание. Однако для практических
расчетов по определению степени повреждения сооружений эти ко-
лебания величины давления не имеют существенного значения.

Влияние размеров объекта на процесс образования нагрузки

\Т.55. Нагрузка, действующая на каждую отдельную поверх-
ность, часто не имеет существенного значения. по сравнению с ре-
зультирующей горизонтальной нагрузкой, действующей на объект
в целом. Следовательно, необходимо изучить влияние результирую-
щей нагрузки, величина которой равна разности значений нагру-
зок, действующих на переднюю и заднюю грани куба. Результирую-
щая горизонтальная нагрузка, действующая на преграду в процессе
обтекания, имеет большую величину, так как давление на переднюю
грань в первоначальный момент, до установления режима обтека-
ния, представляет собой давление отражения.

\1.56. Когда процесс обтекания закончится, нагрузки, вызывае-
мые избыточным давлением, действующим на передние и задние
грани куба, будут в основном равны. Результирующая горизонталь-
ная нагрузка к этому моменту времени значительно уменьшится и
будет равна разности значений нагрузок, приложенных к передней
и задней граням, образовавшейся в результате действия скорост-
ного напора. Вследствие того, что время обтекания зависит от
размеров объекта, а не от продолжительности действия падающей
воздушной волны, импульс нагрузки на единицу площади в про-
цессе обтекания больше для длинных, чем для коротких
объектов.

\1.57. С другой стороны, на величину нагрузки торможения
оказывают влияние форма объекта и длительность действия воз-
душной волны. Именно последняя величина, а не размеры объекта
определяют время действия и значение импульса нагрузки тормо-
жения на единицу площади.

\Т1.58. Из сказанного выше можно сделать вывод, что для круп-
ных объектов, подверженных воздействию ударной волны с отно-
сительно небольшой продолжительностью действия, результирую-
щая горизонтальная нагрузка, приложенная к объекту в процессе
обтекания, имеет большее значение, чем нагрузка от скоростного
напора. По мере уменьшения размеров объекта или по мере увели-
чения продолжительности действия ударной волны, т. е. увеличения

270 РАЗРУШЕНИЯ ОБЪЕКТОВ
27 _РАЗ } БЪЕ

тротилового эквивалента ядерной бомбы, нагрузки от скоростного
напора приобретают все большее значение. При классификации по-
вреждений для того, чтобы указать на главный фадтор, вызываю-
щий эти повреждения, объекты часто считают «чувствительными к
нагрузкам обтекания» (к избыточному давлению) или. «чувстви-
тельными к нагрузкам торможения» (к скоростному напору)
(см. гл. ПП). В действительности, однако, повреждения всех
' объектов вызываются суммарным воздействием обоих видов
нагрузки.

Влияние формы объекта на процесс образования нагрузки

У\Т.59. Рассмотренные выше принципы взаимодействия ударной
волны с объектом, имеющим форму куба, могут быть распростра-
нены на случаи нагружения объектов любой другой формы. Коэффи-
циент отражения, то есть отношение мгновенного избыточного
давления отражения к избыточному давлению во фронте падаю-
щей ударной волны, зависит от угла ее падения. Для объектов
с криволинейными поверхностями, например со сферической, отра-
жение на передней поверхности будет неодинаковым для различ-
ных точек. Время спада давления отражения до уровня застойного
давления зависит от размеров объекта и положения рассматри-
ваемой точки на передней поверхности.

№1.60. Коэффициент торможения, т. е. отношение давления тор-
можения к скоростному напору (см. $ \1.53), изменяется в зависи-
мости от формы объекта. Во многих случаях дается средний
коэффициент торможения, так что действующая на поверхность
суммарная нагрузка может быть подсчитана. В других случаях
для определения давления в различных точках поверхности необ-
ходимо знать частные значения этих коэффициентов. Время нара-
стания давления до среднего значения на задней поверхности

объекта зависит от размера, а также в известной степени и от
формы объекта.

\Т.61. Некоторые сооружения име
легко разрушаются в первый же момент соприкосновения ударной
волны с поверхностью объекта, что приводит к изменению формы
объекта, а следовательно, и действующей на него нагрузки. Когда,
например, выбиваются стекла в окнах обычного здания. то ударная
волна, попадая в здание, выравнивает давление внутри. и сна-
ружи здания. При проектировании новых сооружений иногда
целесообразно предусматривать в них такие слабые части, чтобы
уменьшить повреждение сооружения в целом. Таким образом,
реакция отдельных элементов сооружения может оказать влияние
на величину нагрузки на сооружение в целом. Вообще считается,
что смещение элементов конструкции не влияет на величину нНа-
грузки от воздушной ударной волны на этот элемент. Однако

исключением из этого правила являются самолеты, испытывающие
воздействие ударной волны в полете.

ют непрочные части, которые

ля Объектов
'еской, отра-
для различ-
` застойного
рассматри-

вления тор-
я в зависи-
я средний
оверхность
гх случаях
ости необ-
емя нара-

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВОЗДУШНОМ УДАРНОЙ ВОЛНЫ С ОБЪЕКТАМИ 271

Графики изменения нагрузки во времени

\1.62. Ниже излагаются методы построения графиков, показы:
вающих изменение нагрузки от ударной волны как функцию от
времени. Эти методы построения графиков рассчитаны на следую-
щие четыре сравнительно простые формы сооружений: 1) замкну-
тое сооружение прямоугольной формы, 2) частично открытое со-
оружение прямоугольной формы, 3) открытое каркасное сооруже-
ние, 4) цилиндрическое сооружение. м

Для объектов, имеющих сходные формы с перечисленными
выше, в методы построения графиков необходимо внести только
некоторые изменения. Для объектов, имеющих значительно отли.
чающуюся форму, на основе указанных методов можно произвести
лишь весьма приближенную оценку ожидаемой нагрузки от дей-
ствия ударной волны.

УТ.63. Характеристики воздушной ударной волны, которые могут
потребоваться для расчетов, а также их буквенные обозначения
приведены в табл. \1.63. В этой же таблице указаны номера рисун-
ков главы Ш, на которых даны графики, позволяющие определить
эти параметры для заданных расстояний от эпицентра взрыва дан-
ной мощности.

Таблица \1.63

Характеристики воздушной ударной волны, необходимые

для расчета нагрузки
мудр р бы щ——ЩщЩщЩ

Параметр Обозначение Источник

—ж—жж д

Максимальное избыточное давление р Рис. Ш.94а, б

Изменение избыточного давления во времени (0 Рис. Ш.82

Максимальный скоростной. напор 4 Рис. Ш.95

Изменение скоростного напора во времени 9 (8 Рис. Ш.82

Давление отражения р, Рис. Ш.80 (или
1.81.1)

Продолжительность положительной фазы р Рис. Ш.96

. прод тельность по ф р еж

Скорость перемещения фронта ударной волны

Замкнутые сооружения прямоугольной формы

\1.64. Замкнутые сооружения прямоугольной формы могут быть
представлены параллелепипедом (рис. \У1.64), имеющим длину Г,
высоту Н и ширину В. К этой категории будут относиться сооруже-
НИЯ с плоскими крышами и стенами, устойчивость которых будет
приблизительно равна устойчивости каркаса. Стены либо совсем не
имеют оконных и дверных проемов, либо имеют небольшое коли-
чество их (не более 5% общей площади), так что давление внутри
сооружения в процессе воздействия нагрузки от ударной волны

272 РАЗРУШЕНИЯ ОБЪЕКТОВ

остается равным давлению в невозмущенной среде. Чтобы упро
стить анализ, предположим, как это делалось ранее, что одна сто.
рона сооружения обращена в сторону взрыва и перпендикулярна к
направлению распространения ударной волны. Эта сторона назы-

х

х

Рис. У1.64. Схема замкнутого прямоугольного сооружения

вается передней стенкой сооружения. Ниже построены графики на-
грузок: а) для передней стенки, 6) для боковых и верхней стенок и
в) для задней стенки. Суммируя величины средних нагрузок, по- К
лученные для передней и задней стенок, получаем результирую |
щую горизонтальную нагрузку (рис. \1.68).

\Т.65. а) Определение средней нагрузки, действующей на пе-
реднюю стенку. Вначале определяют давление отражения р,.
При этом получают давление в момент времени 1 = 0 (когда фронт
воздушной волны достигает передней стенки (рис. \1.65). Затем вы-
числяют время 2, — время возникновения застойного давления Р..
Лабораторными исследованиями установлено, что 2, может быть |
с достаточной степенью приближения определено из выражения

35

р =-

* Г) ,

\ К

|5

{>

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВО ДУШНОЙ УДАРНОЙ ВОЛНЫ С ОБЪЕКТАМИ 273

—=

где $ равно Н, или 0,5В, в зависимости от того, какая величина
меньше. Коэффициент торможения для передней стенки равен
единице, поэтому давление торможения в данном случае равно
скоростному напору. Тогда застойное давление равно

Р. = р (Е) -а(Е),

р.

У

5

х

©

3

5

в

Р5 ке
— р(#)+ 8(#)
!
|

;. % Время —— $,

Рис. У1.65. Средняя нагрузка на переднюю стенку
замкнутого прямоугольного сооружения

где р(Е,) и 9(2,) представляют собой соответственно избыточное
давление и скоростной напор в момент времени &,. Далее, с тече-
нием времени давление падает и в момент времени # оно равно

рЕ=Рр (В+ 9(0,

где { представляет собой момент времени между Ди 2;. Таким
образом, изменение давления во времени для передней стенки мо-
жет быть представлено в виде графика, показанного на рис. \1.65.

\1.66. 6) Определение средней нагрузки на боковые стенки
и крышу сооружения. Хотя нагрузка начинает действовать
немедленно после того, как воздушная ударная волна достигнет
передней стенки, т. е. в момент времени # = 0, боковые и верхняя
грани параллелепипеда остаются не нагруженными полностью до
того момента, пока фронт ударной волны не пройдет расстояние [у

1
8 Действие ядерного оружия

РАЗРУШЕНИЯ ОБЪЕКТОВ с р.
| >. 2

. 2%

{ ь-

т. е. когда #= т. Среднее давление р, в этот момент времени

равно избыточному давлению плюс нагрузка торможения на рас-
В
стоянии ты тогда

Коэффициент торможения для боковых стенок и крыши сооруже-
ния равняется 0,5. Нагрузка, следовательно, увеличивается от 0 в

. Ур
Момент времени { = 0 до величины р, в момент времени -р› Как

1
Ея
} как оно
| | : выраже!
1 Е (+ 20)
<
3
. +
" где [ ле
у 0 Время ь
емя —- Е
$ в = ВИДНО
У Рис. У1.66. Средняя нагрузка на боковые и верх- 1.68
} нюю стенки замкнутого прямоугольного соору-
| жения
ов С ` \7] ЕЕ Ч ОИ р я сего п
показано на рис. \1.66. После этого давление в любой момент вре- с |
} мени может быть найдено из выражения к Е
| / 1 1 ма
} р а / в } с. У]
Р-Р #—50)—- т ь
| оС 2’ — 20) Трихо,
18 1.
где { лежит в интервале между ти. --50, = как это показано
| на рис. \Т.66.
| Избыточное давление и скоростной напор соответственно бе-
1
рутся для момента времени 50.
| У\Т.67. в) Определение величины средней нагрузки на заднюю
| стенку. Фронт ударной волны достигает задней стенки в момент
]
| времени т, но требуется еще дополнительное время $ для . .
|

‹
того, чтобы давление достигло величины р, (рис. УТ.67). Здесь, как

ависимости от того, какая из
орможения на задней стенке
момент времени после того,

и раньше, $ равно Н, или 0,58, в з
этих величин меньше. Коэффициент т
равен 0,5, так что давление в любой

ломент вре

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВОЗДУШНОЙ УДАРНОЙ ВОЛНЫ С ОБ! КТАМИ 275

|
|
й об
р у)
1

м |

з |

РЗ

Е |

с

— 1
“бы.

ЕВ ь +45

5
т ет Время —— +01

Рис. \1.67. Средняя нагрузка на заднюю стенку замкнутого
прямоугольного сооружения

как оно возрастет до величины ре может быть представлено
выражением

( АХ 1
ЕР ое о и,
| [+45 р
где { лежит в интервале между — п И Е +-), Как это

видно на рис. 1.67.

\Т.68. г) Результирующая горизонтальная нагрузка. Результи-
рующая горизонтальная нагрузка равна разности нагрузок на пе-
реднюю и заднюю стенки. Определение разности нагрузок лучтие
всего производить графически, как показано на рис. \1.68. На ри-
сунке с левой стороны изображены отдельно графики нагрузок на
переднюю и заднюю стенки, построенные соответственно на основе
рис. У1.65 и \1.67. Разность нагрузок, представленная в виде за-
штрихованной области, переносится затем на правую сторону для

Гы

%

| з

з
о - Передняя стенка 5 ъ
Е ее
8 55
& ое

й &

[+45 у
в
Время ——
Рис. У1.68. Результирующая горизонтальная нагрузка на замкнутое пря-

моугольное сооружение
18

|
|

ЛПЕНИЯ ОБЪЕКТОВ
276 РАЗРУ ГС

определения результирующего давления. Бы. на-
грузка необходима для определения реакции ка! ант т рук-
ций. Реакция же поверхностей определяется главным обр На.
грузками на отдельные стенки.

Частично открытое прямоугольное сооружение

У\Т.69. К такому типу относятся сооружения, у которых перед-
няя и задняя стенки имеют отверстия или оконные проемы, зани-
мающие до 30% общей площади. Как и в предыдущем и. на-
грузка определяется отдельно: а) для передней стенки, 6) для бо-

в
т
|
|

(наружи р(#)+9(1)

Давление

- Внутри р (#)

Время У

Рис. \1.71. Средняя нагрузка на переднюю стенку

частично
открытого прямоугольного сооружения

ковых стенок и крыши, в) для задней стенки, г)
горизонтальная нагрузка. Так как в этом с
проникает внутрь сооружения, то можно счи
менения нагрузки во времени могут быть применены как для вну-
тренних, так и для наружных частей сооружений.

\Т.70. а) Средняя нагрузка на переднюю стенку. Нагрузка, при-
ложенная к наружной стороне сооружения, вычисляется тем же
способом, какой был использован для замкнутых сооружений, за
исключением того, что величина $ заменяется величиной 5’, пред-
ставляющей собой среднее расстояние для всей поверхности в це-
лом от центра секции передней стенки до края отверстия или
проема. Это среднее расстояние, которое должны пройти волны
разрежения на передней стенке, чтобы уменьшить отраженное дав-
ление до величины застойного давления.

\1.71. Давление на внутреннюю поверхность передней стенки
начинает возрастать в начальный момент времени, потому что воз-
душная волна немедленно проникает внутрь сооружения через

результирующая
лучае ударная волна
тать, что графики из-

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВОЗДУШНОЙ УДАРНОЙ ВОЛНЫ С ОБЪЕКТАМИ 277

с Е а
иеся отверстия. Чтобы это давление достигло величины из-

имеюшу! о
быточного давления ударной волны, должен пройти промежуток
времени —0` Следовательно, внутреннее давление в любой мо-

мент времени { равно р(К. Принимается, что скоростной напор
внутри сооружения настолько мал, что им можно пренебречь. Из-

менение внутреннего и наружного давления во времени показано на

рис. . .
1.72. 6) Средняя нагрузка на боковые стенки и крышу соору-

жения. Величина внешнего давления на стенки и крышу сооруже-
ния определяется как и для замкнутого сооружения, но для того,
чтобы внутреннее давление достигло значения избыточного давле-
ния в ударной волне, требуется, как и для случая с передней стен-

Давлекие ——="'

РИ 2 Время п
НР
у 0 20
Рис. \1.72. Средняя нагрузка на боковые и верх-
нюю стенки частично открытого прямоугольного
сооружения

в 2
кой, время ——^_. Здесь следует пренебречь влиянием скоростного

[2
напора внутри сооружения, а также влиянием отверстий на боко-
на величину нагрузки в этом

вых стенках. Учесть влияние отверстий
случае не представляется возможным. Графики изменения нагру-
зок показаны на рис. \Т.72.

\1.73. в) Средняя нагрузка на за
ние определяется так же, как и дл
исключением того, что величина $, как и выш
ной $’. Внутреннее давление, отраженное от внутренней поверх-
ности задней стенки, достигает величины избыточного давления
воздушной волны в момент времени г и затем падает до вели-
че Р(#—-;). Как и ранее, из-за малой

к
апора его влиянием можно пренебречь (рис.

днюю стенку. Наружное давле-
я замкнутых сооружений, за
е, заменяется величи-

величины скоростного
\1.73). Графики на

РАЗРУШЕНИЕ СООРУЖЕНИЙ

_ Внутри р(+-+)

ы у СЕ
5 ‚биаружи р(+5)- Е)
3
5 1
ых: |
0 р
Е ЦВЕ
0 +10
Рис. У1.73. Средняя нагрузка на заднюю стенку частично

открытого прямоугольного сооружения

рис. \1.73 построены в предположении, что в сооружении не имеется
перегородок, влияющих на движение ударной волны.

\Т.74. г) Результирующая горизонтальная нагрузка равна раз-
ности нагрузок на переднюю стенку, сна

ожения
ружи и внутри, минус ре- | м
зультирующая нагрузка на заднюю стенку. р
Г дру
ермы |
Открытые решетчатые соо жения

р р ру (давлену

У\1.75. Сооружения, в которых воздействию ударной волны под- элемент.
вержены отдельные элементы, например мосты со сквозными фер-
ри следует рассматривать как открытые каркасные сооружения.

дминистративные здания со стальным каркасом с большой пло- те С.
щадью остекления или промышленные здания с стеновым заполне- |

6 мента к
нием из ас оцементных, легких стальных или алюминиевых пане- `
лей в первый же момент воздействи

у рас
я на них ударной волны также ка рос
превращаются в открытую решетчатую конструкцию. как
\1.76. Точную величину нагрузки, которая передается указан-
ными элементами стенового заполнения до их разрушения каркасу
здания, опреде р

лить очень трудно. В случае, если стены здания почти
полностью остеклены,

Де с
! < величиной этой нагрузки, под действием ко- Пров Ч
торой выбиваются стекла, можно пренебречь. В тех случаях, когда т
стеновые панели изготовле ) :

ны из асбоцемента, волнистой стали или Сль
алюминиевых листов, приблизительная

й : величина нагрузки, переда-
ваемой на каркас здания, эквивалентна импульсу 2,8. 10-Зкесек/см°.

В зависимости от размеров и прочности панелей они, по-видимому,
не разрушаются, если максимальное избыточное давление не пре-
вышает 0,14 кг/см?. В этом случае каркасу здания передается пол-
ная нагрузка, вызываемая действием воздушной волны.

МХ. Другой трудностью при анализе нагружения открытых
каркасных сооружений является определение нагрузок от избыточ-
ного давления на отдельные элементы сооружения в процессе обте-

Част ИЧНО

нии не имеется
ка равна раз.
гри, минус ре-

й волны под-
озными фер-
сооружения.
ольшой Пло-
ым заполне-

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВОЗл

УШНОЙ УДАРНОЙ ВОЛНЫ

Т_С ОБЪЕКТАМИ 979

кания его воздушной волной. Так как этот п
различных элементов сооружения в разное
вает ДИН о ание ОДНИХ элементов соседними, то весь
этот процессе должен быть упрощен. Согласно предлагаемому упро-
щению возникающая нагрузка рассматривается как импульс и
чина которого определяется следующим способом. Импульс на-
грузки от избыточного давления определяется для среднего эле-
мента, которыи рассматривается при этом как замкнутая система,
и затем величина импульса умножается на число элементов кон-
струкции. Полученный таким образом импульс считается прило-
женным к сооружению в момент прихода к нему фронта ударной
волны, или он разделяется на два импульса для передней и задней
стенок, которые заключают в себе большую часть несущих элемен-
тов конструкции (рис. \1.79). $

\1Т.78. Основная часть нагрузки на открытые решетчатые или
каркасные конструкции создается действием скоростного напора.
Для отдельных открытых элементов конструкции со швеллерным,
двутавровым и угловым поперечным сечением, а также для эле-
ментов с прямоугольным поперечным сечением коэффициент тор-
можения равен приблизительно двум. Но так как в решетчатых и
каркасных конструкциях различные элементы частично экранируют
друг друга, то средний коэффициент лобового сопротивления для
фермы (каркаса) в целом считается равным единице. Сила Р
(давление, умноженное на площадь), действующая на отдельный
элемент конструкции, определяется выражением

Е (элемента) = С,4 (В А,

роцесс происходит для
время и на него оказы-

ле, — 2.0.2 А; представляет собой площадь проекции эле-
мента конструкции на плоскость, перпендикулярную направлению
распространения ударной волны. Величина нагрузки на ферму
(каркас) в целом будет равна

Е (фермы, каркаса) = С,4 (1) > А,»

ОС, == 0) 5 >\А, представляет собой суммарную площадь
проекций всех элементов фермы (каркаса).
Следовательно, результат может быть записан в виде

Е (фермы, каркаса) = 4 (РА,

Где А = Уд. . к а

1.79. Изменение нагрузки (силы) во времени для ее >>
Ной Г, основные элементы которого находят :- о
ней и задней стенок, показано на рис. У1.79._ а площади
Сунке Ал, и ДА,, представляют собой соответс а
передней и задней стенок, которые передают Ват собой
До своего разрушения, а величины /м И [т о инако на
Импульсы нагрузок от избыточного давления с0’

а ‚

280 РАЗРУШЕНИЯ ОБЪЕКТОВ

й Й ок. Можно заметить, что си
элементы передней и задней стен ить, В

торможения достигает своей полной величины (55) только по

1
истечении времени 7, т. е. в момент, когда ударная волна достиг.

нет противоположного конца сооружения.

Импульс, действующий но забнюю
стенку= 0,04 Ав, + Зв

Импульс, действующий на переднюю
стенку= 0,04 А ги т

Суммарная нагрузка ——

94-4

Время — ТЕ
+ 20

Рис. У1.79. Результирующая горизонтальная нагрузка
открытое каркасное сооружение

Цилиндрические сооружения

УТ.80. Анализ, который дается в данном параграфе, можно при-
менить для сооружений с круглым поперечным сечением, например
для телефонных столбов и дымовых труб; при этом предпола-
гается, что величина максимального избыточного давления не пре-
вышает 2,1 кг/см?. Выводы данного параграфа могут быть приме-
нены также к сооружениям с полукруглым поперечным сечением,
например к заглубленным сооружениям типа землянки, а также
в качестве грубого приближения к куполообразным или сфериче-
ским сооружениям.

\Т.81. Методы определения величины нагрузок даются для ци-
линдра, ось которого перпендикулярна направлению распростране-
ния ударной волны. Однако построение графиков изменения давле-

та

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВОЗДУШНОЙ УДАРНОЙ ВО

ЛНЫ С ОБЪЕКТАМИ 28]

Фронт ударной
волны

|
——Х

Рис. \1.81. Схема полуцилиндрического сооружения

ния во времени производилось для полуцилинлра, поскольку ци-
линдр состоит из двух полуцилиндров, каждый из которых имеет
одинаковую нагрузку. Действие ударной волны на сооружение с ци-
линдрической поверхностью схематически представлено на
рис. \1.81. Здесь г — радиус цилиндра, а 2 — любая точка на его
поверхности.

\1.82. Коэффициент отражения в точке 2 зависит от величины
угла а. Зависимость давления отражения от величины угла а для
передней части сооружения показана на рис. \1.82а. Здесь р — из-
быточное давление падающей волны, р, — отраженное давление
У основания (где угол «=0), получаемое из графика, изображен-
ного на рис. 11.80; р,, представляет собой величину давления
отражения в любой произвольно выбранной точке. Коэффициент
торможения также зависит от величины угла а, как это по-
казано на рис. \У1.826, где С,, представляет собой этот коэффи-
циент в произвольной точке = поверхности, т. е. для любых значений
Угла а в пределах от 0 до 180°.

«СР,

В

8

$

ЕЗ

а

Е

©

©

Е

ЕЗ

>

Зы Й

С: Е] ре
чо 50 90

Угол хвградусах ——

Рис. У1.82а. Зависимость величины давления отражения
на поверхности полуцилиндрического сооружения от угла а

282 РАЗРУШЕНИЯ ОБ ЪЕКТОВ

\1.83. Используя имеющиеся теперь исходные данные, рассмо-
трим методы определения: а) нагрузки на ре ‚половину,
6) нагрузки на заднюю половину и в) результирующей горизон-
тальной силы.

\Т.84. а) Нагрузка на переднюю половину (х изменяется от 0
до 90°). Фронт ударной волны достигает основания сооружения в
момент времени =0; время достижения фронтом ударной волны

В Хх
любой точки 2 на переднеи половине равно й где

Х =и(1—с05%)

100 120 140 160 180
Угол < 8 градусах

Рис. \1.826. Зависимость коэффициента торможения на
поверхности полуцилиндрического сооружения от угла а

(как это видно из построения на рис. \1.81). Величина давления
отражения (по нормали к поверхности в этой точке) получается из

Зи
графика на рис. \1.82а. Время спада давления Г, равняется П

Для о, = 0° и уменьшается линейно до 0 с возрастанием угла а до
90°, как показано на рис. \1.84а. Спустя время Е, давление, направ-

ленное по нормали к поверхности, в любой момент времени { может
быть найдено из выражения

ВИ ЕЛЕ

График изменения давления во времени в любой точке = на пе-
редней половине сооружения имеет форму, показанную на
рис. \1.846. 1

\Т.85. 6) Давление на заднюю половину (х изменяется от 90°
до 180°). Время достижения фронтом ударной волны точки = здесь

также равняется -т, где Х=/(1 — соза). Но вместо резкого воз-

растания давления, как это имеет место на передней половине с0-
оружения, здесь время нарастания имеет определенную конечную
величину 2, равную 0 при я = 90° и увеличивающуюся линейно до

1 на
ла я

а давления

чается из
и 614
яется ПИ

| угла & ДО
ие, направ”
Ни [ может

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВОЗДУШНОЙ УДАРН

ТВИЕ ВОЗДУ ОЙ ВОЛНЫ С ОБЪЕКТАМИ 283
ПЕ Е ——„З„Зь ыы

[95]
т

<> Время спада давления; — я

Угол © 6 градусах — 90°

Рис. \1.84а. Зависимость времени спада давления на поверх-
ность полуцилиндрического сооружения от угла а

2
величины --у при возрастании х до 180° как показано на
рис. УТ.85а. Следовательно, максимальное давление достигается
Хх
к моменту времени 7 +2. Изменение давления во времени

можно представить в виде выражения

и.

(нормальное к поверхности)

Давление 8 точке & —=

=>

Х
И Х++. ‹ Время — +7
И 8
Рис. У1.846. Изменение давления во времени в но
дящейся на передней половине полуцилиндрическ ру
жения

РАЗРУШЕНИЯ ОБЪЕКТОВ

[5-2
7

т
В
>
ь
о
З
5=
ы
Е
ие
в
з
©
х
ь
=)

0 90° Угол с 8 градусах — 10°

Рис. \1.85а. Зависимость времени нарастания давления на
заднюю поверхность полуцилиндрического сооружения от
угла а

р(4-5)*Са:9-Х)

Давление в точке 2 ———
{нормальное к поверхности)

8. | Хх
т 1+: Время — = 4
Рис. \1.856. Изменения давления в точке, находящейся на
задней половине полупилиндрического сооружения, в зави-
симости от времени

АИМОДЕЙСТВИЕ ВОЗДУШНО
Ааа ДЕЙСТВИЕ ВОЗДУШНОЙ УДАРНОЙ ВОЛНЫ С
7. че ОБЪЕКТАМИ

Изменение нагрузки, представленной давлен
нормально к поверхности в какой-либо мя - ием, направленным
сооружения, показано на рис. М1. 856. на задней половине
\7.86. в). Результирующая горизонтальная си
ложенные выше методы позволяют определит м
женные к поверхности нагрузки в любой С е- нормально прило-
точке 2, результирующая горизонтальная И
ет быть

Импильс =Р„.А т

Результирующия горизонтальная нагрузка

: Время —— +

Рис. \1.87. Приближенная кривая зависимости результирую-
щей горизонтальной нагрузки на полуцилиндрическое с00-
ружение от времени

в этом случае найдена как разность нагрузок на переднюю и зад-
нюю стенки сооружения. Чтобы получить результирующую горизон-
тальную нагрузку, необходимо суммировать горизонтальные со-
ставляющие нагрузок отдельно для передней и задней поверхностей
сооружения и определить разность этих сумм. На практике при
определении величины результирующей нагрузки: можно допустить
упрощение. При определенных обстоятельствах, особенно для боль-
ших сооружений, важным критерием степени повреждения является

м
естная нагрузка, а не результирующая:

:]

РАЗРУШЕНИЯ ОБЪЕКТОВ

\Т.87. При приближенном методе определения результирующей
нагрузки нагрузка от избыточного давления в процессе обтекания
считается эквивалентной начальному импульсу, имеющему вели.
чину т, где А — площадь проекции элемента конструкции на
плоскость, перпендикулярную направлению Пе РАНеНИЯ удар-
ной волны. Ниже будет показано, что отношение 7 представляет

собой время, требующееся для того, чтобы ударная волна прошла
путь вдоль всей поверхности сооружения. Для рассматриваемой
области избыточного давления, которое мы приняли менее
2,1 кг/см?, коэффициент торможения отдельного цилиндра равен
примерно 0,4. Следовательно, к первоначальному импульсу следует
добавить оставшуюся часть результирующей горизонтальной на-
грузки, величина которой для одиночных сооружений равна 0,44 (#) А
(рис. \У1.87). Если решетчатая или каркасная конструкция состоит
из элементов с круглым поперечным сечением, то определение на-
грузки производится как для открытых каркасных конструкций;
С. принимается равным 0,2 (см. $ \1.78).

РЕАКЦИЯ СООРУЖЕНИЙ, ВОЗНИКАЮЩАЯ ПРИ ДЕЙСТВИИ НА НИХ
УДАРНЫХ НАГРУЗОК

Повреждение неподвижных и подвижных объектов

\1.88. Действие ударной волны на сооружение вызывает его
смещение или деформацию (см. $ 11.46). При действии ударной
волны на сооружения, жестко связанные с основанием, одни части
их будут смещаться относительно других. Подвижные объекты мо-
гут скользить, перекатываться или опрокидываться. Для неподвиж-
ных объектов любое остаточное смещение одной части относительно
другой обычно считается повреждением. Примером таких повреж-
дений неподвижных объектов является разрушение окон, крыш и
стен зданий.

У\1.89. Повреждения подвижных объектов могут иметь тот же
характер, но вызываются они не только непосредственным дей-
ствием давления ударной волны, но и внезапной остановкой
объекта, начавшего двигаться под действием ударной волны. Дви-
жение объекта само по себе может не вызвать никаких поврежде-
ний, но при столкновении с препятствием объект может оказаться

цение, сопровождающееся опрокиды-

получит большие повре-
ждения.

‘трукций:

НА НИХ

ДЕЙСТВИИ НА НИХ УДА

РНЫХ

НАГРУЗОК 287

Факторы, влияющие на устойчивость объекта

\1.90. Общий анализ факторов, влияющих на устойчивость
объекта к нагрузкам от ударной волны, дан в главе 1. Здесь будут
рассмотрены отдельные характеристики объекта, оказывающие
большое влияние на его устойчивость. Этими характеристиками яв-
ляются: 1) прочность или сопротивляемость деформации, 2) пла-
стичность и 3) масса объекта.

\1.91. Прочность или сопротивляемость деформации. Ниже,
исходя из соотношения между сопротивляемостью и деформацией,
будет дан анализ устойчивости сооружения к действию ударной
волны. Соотношение между сопротивляемостью сооружения и ве
личиной деформации получается из соотношения для статического
нагружения введением поправок на динамический характер дей-
ствия сил при ядерном взрыве. Следует отметить, что материалы
проявляют максимальную сопротивляемость только по достиже-
нии определенной конечной величины деформации (перемещения).
Однако сопротивляемость опрокидыванию объекта, находящегося
в устойчивом равновесии, имеет максимальное значение в начале
опрокидывания и уменьшается с увеличением деформации.

\1.92. Пластичность. Пластичность материала, т. е. его способ-
ность деформироваться пластически, не разрушаясь, часто выра-
жается через предел упругости, т. е. через величину деформации,
выше которой появляются остаточные деформации. Материалы
с низкой пластичностью разрушаются при деформациях, лишь не-
много превышающих предел упругости. С другой стороны, высокая
пластичность означает, что деформации могут в 20, 30 или в боль-
шее число раз превышать деформации, соответствующие пределу
упругости. Так как пластичность является мерой способности ма-
териала или сооружения к поглощению энергии, то ее важно учи-
тывать при рассмотрении сопротивляемости сооружения действию
Ударной волны.

\1.93. Масса объекта. Масса объекта определяет инерцию или
величину добавочного сопротивления объекта ускорению. Для на-
грузок, вызываемых воздушной ударной волной большон силы и
малой длительности, масса сооружения является важным ыы
метром при анализе реакции сооружений. Влияние массы 2 ед
выражается величиной периода колебания сооружения. нА ы
чем больше масса, тем больше будет инерционное сопротивлен
больше период колебания при прочих равных условиях.

Анализ реакции сооружения

. В жение,

\1.94. Если определена нагрузка, действующая м кирвдк

то в принципе можно определить и состояние ет териет

действия этой нагрузки, однако во многих случая? и облегчения
Требует сложных математических вычислении. 1:

288 РАЗРУШЕНИЯ ОБТ

вычислений необходимо ввести некоторые упрощения. В сооруже.
ниях, в которых деформация в одной точке может быть связана
с деформацией сооружения в целом, анализ реакции сооружения
может быть сведен к сравнительно простой процедуре. Если при-
нять, что перемещение сооружения определяется перемещением
одной точки, которая может свободно отклоняться только в одном

Массо
крыши Е
Пружино еее.
Р
ро Аи
а [2]
Рис. У1.95а. Сооружение Рис. У1.956. Сооружение как
как упругая система упругая система (масса — пру-
(масса—пружина) до на- жина) в процессе деформации

чала деформации

направлении, то сооружение можно заменить системой масса —
пружина с одной степенью свободы. Как правило, большая част!
перемещений конструкции определяется влиянием собственных ко-
лебаний наинизшей (основной) частоты.

\Т.95. Нижеследующий анализ построен на предположении,
согласно которому сооружение обладает одной степенью свободы.
Таким образом, это сооружение можно рассматривать как си-
стему, состоящую из массы и пружины (рис. УТ.95а); при этом
колонны сооружения рассматриваются как пружины, на которые
опирается масса крыши. В соответствии с допущением о наличии
У сооружения лишь одной степени свободы масса системы может
отклоняться только в горизонтальном направлении (в направле-
нии Х). Таким образом, под действием силы, приложенной к крыше
сооружения, масса отклоняется на величину Х (рис. \1.956).

\У1.96. Аналогичным образом можно рассматривать и отдель-
ные конструктивные элементы сооружения, заменяя их эквивалент-
ными величинами массы и нагрузки и считая их системами с од-
ной степенью свободы, например обычные или консольные балки
(в действительности это будут системы с бесконечным числом сте-
пеней свободы). Однако такой метод имеет ограничение, поскольку
он не может распространяться непосредственно на все системы со
многими степенями свободы, например на многоэтажные здания.

\1.97. Другим ограничением является предположение, что ма-

териалы конструкции деформируются за пределами текучести. Это

масса —
тая часть
ННЫХ К0°

ВАК Я `ООРУЖЕ ” > ^ #
РЕАКЦИЯ СООРУЖЕНИЙ ПРИ ДЕЙСТВИИ НА НИХ УДАРНЫХ НАГРУЗОК 980

означает, что с точки зрения расчета сооружения на воздействие
ядерного взрыва представляют интерес только большие деформа-
ции; соответственно с этим следует пренебречь величиной упругих
деформаций и Учитывать только пластические деформации.

1.98. Разработанный метод позволяет определять величину
деформаций систем с одной степенью свободы, вызываемых задан-
ной максимальной нагрузкой. Или, наоборот, определять макси-
мальную нагрузку по заданной величине деформаций. При этом
должны быть известны: 1) зависимость сопротивляемости сооруже-
ния динамическим нагрузкам от величины дес

я и формации, 2) основ-
ной период колебаний и 3) величина нагрузки от ударной волны.

График зависимости динамического сопротивления
от величины деформации

\199. На рис. \У1.99 показан идеальный график зависимости
динамического сопротивления от величины деформации для опре-
деленной точки сооружения (обычно точки, имеющей максималь-
ную деформацию под действием сосредоточенной нагрузки, прило-

Наклон. К»
Наклон К,

Динамическое —=
сопротивление

0 Хе Деформация — Хт

Рис. \1.99. Идеальный график зависимости ди-
намического сопротивления сооружения от ве-
личины деформации

женной к данной точке). Если величина деформации р аж
предел текучести Х,, которому соответствует Е: т.
тивление (),, то график в зависимости от ее. нк
может иметь одну из трех форм. На а 1 Ем
клон линии графика в зоне упругой че у р предел "роч.
ний графика в зоне пластической деформации, ^ м

ности. я
\Т.100. Для железобетонных или стальных сооружений график

- ческого
динамического сопротивления получается из а:

19 Действие ядерного оружия

290

РАЗРУШЕНИЯ ОБЪЕ КТОВ_

—

сопротивления путем увеличения на 20% нож и
сопротивления в точках Х, и Х„, о ры а р У теку-
чести и максимальной деформации. Для сооружений из камня,
дерева и менее прочных металлов графики статического сопроти-
вления используются без поправок. Если график же: со-
противления имеет форму, показанную на рис. У1. (сплошной
линией), то его можно приближенно представить в виде ломаной
| прямой линии (показанной пунктиром); при этом площади, заклю-

ченные между соответствующими линиями и горизонтальной осью,
будут равны между собой.

Истинный график

р 5
Приближенный графин

„Динамическое
бопротивление

Деформация — ХХ т

Рис. \1.100.
динамическог.

Истинный и приближенный графики зависимости

о сопротивления сооружения от величины дефор-
мации

Основной период колебаний

\1.101. Основной пе

риод колебаний Т сооружения определяется
из формулы

р (\1101.1)

где К! — тангенс угла наклона линии Г
деформаций и М, — приведенная масса сооружения.
Для сооружения, рассматриваемого как масса крыши, поддер-

живаемой колоннами (рис. У1.95), приведенная масса, сосредото-
ченная над колоннами, может быть принята как действительная
масса крыши плюс половина масс

рафика в области упругих

РЕАКЦИЯ СООРУЖЕНИЙ ПРИ ДЕЙСТВИИ НА НИХ УДАРНЫХ НАГРУЗОК 291

Тип балки и характер нагрузки

————д—д дд

Свободно лежащие на опо-
рах балки, равномерно распре-
деленная нагрузка.

Свободно лежащие на опо-
рах балки, сосредоточенная
нагрузка приложена в центре.

Балки с закрепленными кон-
цами, равномерно распреде-
ленная нагрузка.

Балки с закрепленными кон-
цами, сосредоточенная на-
грузка приложена в центре.

Консольная балка, равномер-
но распределенная нагрузка.

Консольная балка, сосрело-
точенная нагрузка приложена
на конце балки.

Таблица \1.101

Коэффициенты приведенной массы и нагрузки
о пы а са

Коэффициент массы

Приведенная масса сосредо-
точена в центре балки (одна
степень свободы). —0,50

Приведенная масса сосредо-
точена в центре балки (одна
степень свободы). —0,49

Приведенная масса сосредо-
точена в центре балки (одна
степень свободы). —0,41

Приведенная масса сосредо-
точена в центре балки (одна
степень свободы). —0,37

Приведенная масса сосредо-
точена на конце балки (одна
степень свободы). —0,24

Приведенная масса сосредо-
точена на конце балки (одна
степень свободы). —0,26

Нагрузка от воздушной ударной волны

\1.102. Для выполнения поставленной перед нами задачи дей-
ствительный график изменения ударной нагрузки, полученный
выше в данной главе, здесь заменен эквивалентным графиком, вы-
ражающим изменение силы во времени (рис. \Т.102). На графике
показаны начальный импульс / и линейная зависимость нагрузки

. от времени, приложенной в точке сосредоточения массы. На ри-
сунке РГ — обозначает начальную (или максимальную) силу, а
| — длительность действия приведенной распределенной нагрузки.
Значение максимальной силы в треугольной диаграмме (рис. \1.102)
равно максимальной величине силы в расчетной диаграмме
(рис. УТ.87), а площадь треугольника‘ должна быть равна пло-
щади, ограниченной действительной кривой изменения силы во
времени и осями координат. Для обычных балок и консолей зна-
чение Р определяется путем умножения максимальной величины
силы на соответствующий коэффициент, приведенный в табл. \Т1.101.

У1.103. Величина начального импульса, где это возможно, вы-
числяется методами, приведенными выше. Во многих случаях, на-
пример для больших замкнутых или частично открытых сооруже-
нии, влияние начального импульса не учитывается. Для сравни-
тельно малых или открытых сооружений величина начального им-
пульса должна быть определена, хотя во многих случаях она мо-
жет оказаться незначительной,

19*

2 РАЗРУШЕНИЯ ОБЪЕКТОВ
29 тов _

: агрузки от импульса и линейно изме.

я абы Е в сосредоточенные с при.
точках, которые принимаются за центры приведен.

ть Да зданий, например, масса сосредоточивается глав-
ый = зом на уровне междуэтажных перекрытий; при этом по-
ина ао колонн или стен, примыкающих к перекрытию, от.

з
ыы
К
з

Время — +,

Рис. \1.102. Треугольные диаграммы импульса и за-
висимости силы от времени

носится к соответствующему уровню. Распределенные нагрузки от
Ударной волны могут быть сконцентрированы в этих же местах с
вычислением сосредоточенных сил обычным способом.

Зависимость между максимальной
силой и деформацией

\1.105. Имея необходимые данные,
выше способом, задачу о реакции сооруже
мощью следующего уравнения

2—-=Иа-УБ) + дев (\1.105.1)

действующей

получаемые описанным
ния можно решить с по-

1 | К!/Х»
Г КА Х,

'ЗКИ от
стах с

РЕАКЦИЯ СООРУЖЕНИЙ ПРИ ДЕЙСТВИИ НА НИХ УДАРНЫХ НАГРУЗОК

/ 2;

2
и 2=(5=) ‚ или О =0, если / отсутствует,
#

где Р — максимальная сила в кг (см. рис. \1.102);
1 — длительность действия эквивалентной линейно изменяю-
щейся нагрузки в секундах (см. рис. \1.102);
О, — сопротивление в кг, соответствующее пределу теку-
чести (см. рис. \У1.99);
Т — основной период колебания в секундах (см. выражение
\1.101.1);
1 — начальный импульс в кг-сек (см. рис. \1.79, У1.87 и
\1.102);
А,— деформация, соответствующая пределу текучести в лю-
бых единицах (см. рис. \1.99);
Х„— максимальная или заданная деформация в тех же еди-
ницах, в каких дается величина А, (см. рис. \У1.99);
К, — тангенс угла наклона линии графика изменения динами-
ческого сопротивления в зависимости от деформации в
области упругих деформаций (см. рис. \1.99);
К, — тангенс угла наклона линии графика изменения динами-
ческого сопротивления в зоне пластической деформации
(см. рис. У1.99).

\Т.106. При помощи выражения (\1.105.1) можно решать за-
дачи двух типов. Если задана нагрузка, т. е. указано расстояние
от центра взрыва заданной мощности и, следовательно, сила Ё
становится известной величиной, то можно определить соответ-
ствующую деформацию Х„; и, наоборот, если задана максималь-
ная величина деформации Х„, то может быть вычислена соответ-
ствующая ей величина силы РЁ. И в том и в другом случае
решение может быть получено методом последовательных прибли-
жений.

\1.107. Если нагрузка задана так, что сила Ё и время & мо-
гут быть определены, то прежде всего необходимо задаться неко-
торым значением величины Х„, которое затем должно быть про-
верено при помощи выражения (\1.105.1).

Новое значение Х„ снова проверяется и так повторяется не-
сколько раз, до тех пор, пока не будет достигнуто равенство обеих
частей уравнения. С другой стороны, если принимается, что опре-
деленная величина деформации Х„ соответствует допустимой сте-
пени повреждения или той, которую не следует превосходить, то вы-
числение силы Ё будет несколько более трудным, так как вели-
чина й является также неизвестной и зависящей от величины
силы РЁ. Поэтому для определения значения # необходимо задаться
линейной зависимостью силы РЁ от времени 4.

При таком допущении из уравнения (УТ.105.1) определяется
приблизительная величина силы Р, а затем производится проверка
предположенной линейной функции. Это позволяет получить но-

294 РАЗРУШЕНИЯ ОБЪЕКТОВ

вое, более близкое к истине значение величины й. Этот процесс
повторяется до тех пор, пока не будет получено достаточно удов-
летворительное решение.

УТ.108. Применение только что описанного метода может при.
вести к ошибке, когда кривая изменения динамического давления
показывает, что сооружение является неустойчивым, то есть когда
величина К» является отрицательной. В этом случае решение за-

жить, чтобы определить максимальную величину силы Р, обозна-
чаемую символом Р„, которая соответствует величине деформа-
ции Л. Для всякой большей величины деформации Х„ необхо-
димо определить соответствующую величину силы а

ГЛАВА УП

СВЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ И ЕГО ДЕЙСТВИЕ

ИЗЛУЧЕНИЕ ОГНЕННОГО ШАРА

Общие свойства светового излучения

УП.1. Как уже отмечалось в главе [, одно из важнейших отли-
чий ядерной бомбы от обычной (тротиловой) заключается в том,
что при взрыве ядерной бомбы значительная часть энергии высво-
бождается в форме светового (или теплового) излучения. В связи
с тем, что при ядерном взрыве на единицу массы бомбы высвобо-
ждается огромное количество энергии, -температура в области
взрыва достигает нескольких миллионов градусов, Тогда-как`при
взрыве обычных бомб температура достигаетлишь нескольких
тысяч градусов. Вследствие того, чтогогненный шар! имеет очень
высокую температуру, приближающуюся к Жемпературе в центре
Солнца, значительная часть энергии, освобдждающейся нри ядер-
ном взрыве, выделяется в форме светового’ излучения. „=“

УП.2. Огненный игар, образующийся при ядерно\”8зрыве? по.
составу светового излучения во многих отношениях напоминает
Солнце. В обоих случаях испускаются ультрафиолетовые лучи
с короткими длинами волн, видимые лучи, имеющие более длин-
ные волны, и инфракрасные лучи, длина волн которых еще больше.
Световое излучение распространяется со скоростью видимого свёта,
то есть со скоростью 300 тыс. км/сек, вследствие чего время, необ-
ходимое для прохождения светового излучения от огненного шара
до объекта, находящегося на расстоянии нескольких километров от
места взрыва, является ничтожным. а

УП.3. Световое излучение, испускаемое огненным шаром
(так же, как и солнечные лучи), по мере его прохождения через
воздух ослабляется. Количество энергии светового излучения, ко-
торое при данном ядерном взрыве достигает рассматриваемой
точки, зависит от расстояния от этой точки до места взрыва и со-
стояния окружающей атмосферы. Точно так же, как и при распро-
странении солнечного света, большая часть ультрафиолетовых

296 СВЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ И ЕГО ДЕЙСТВИЕ _

в

лучей, испускаемых при ядерном взрыве, поглощается в воздухе:
вследствие этого световые лучи, достигающие объектов, находя.
щихся на интересующих нас расстояниях от места ядерного взры-
ва, обладают преимущественно длинными волнами, то есть эти
лучи относятся к видимому и инфракрасному участкам спектра,

\УП.4. Одна треть общего количества энергии, освобождающейся
при ядерном взрыве, выделяется в форме светового излучения. Это
значит, что на каждую тысячу тонн тротилового эквивалента ядер-
ного взрыва в виде светового излучения освобождается энергия,
равная примерно 3,3Х 10И кал (что эквивалентно почти
400 000 кет-ч); эта энергия выделяется в течение нескольких се-
кунд (или за меньшее время) после взрыва !. Освобождение такого
громадного количества световой энергии в течение короткого про-
межутка времени имеет важные последствия.

УП.5. Хотя при воздушном ядерном взрыве большую часть раз-
рушений вызывает ударная волна, однако и световое излучение
способствует увеличению общих повреждений путем воспламене-
ния горючих материалов, таких, как бумага, сухие листья и сучья,
создавая таким образом пожары в зданиях, лесах и т. п. Эти по.
жары могут быстро распространяться среди развалин, образовав-
шихся в результате действия воздушной ударной волны. Кроме
того, световое излучение может вызвать ожоги кожи у людей, на-
ходящихся на открытом месте на таких расстояниях от ядерного
взрыва, на которых действие воздушной ударной волны или на-
чальной ядерной радиации незначительно. Разница между радиу-
сами поражающего действия светового излучения и действия дру-
гих упомянутых факторов становится более заметной по мере уве-
личения общего количества энергии, освобождающейся при взрыве.

оражения, вызванные остаточными ядерными излучениями, кото-
рые испускаются радиоактивными выпадениями, сопровождаю-
щими наземный (надводный) ядерный взрыв, могут наблюдаться
на расстояниях, превышающих радиус поражающего действия
светового излучения; однако даже и в этом случае световое-излуче-
ние будет представлять собой серьезный фактор поражения людей. ^

БА

Ослабление светового излучения

УП.6. Масштабы поражений людей, вызываемых световым из-
лучением, а также возможность воспламенения горючих материа-
лов в сильной степени зависят от количества энергии светового из-
Лучения, попадающей на единицу площади кожи, ткани или дру-

‚Гого облучаемого материала. Световая энергия, падающая на

' Энергия светового излучения, приходящаяся на каждую тысячу тонн тротило-
вого эквивалента ядерного взрыва, может превратить в пар около полумил»
лнона килограммов воды при обычной температуре,

образовав:
ны. Кроме
людей, на-
т ядерного
гы ИЛИ На-
‹ду радиу:
ствия дру-

ИЗЛУЧЕНИЕ ОГНЕННОГО ШАРЛ 297

данную поверхность при взрыве, будет тем меньше, чем дальше
эта поверхность находится от места взрыва. /Это ‘объясняется
двумя причинами: 1) распределением светового излучения по все
большей площади по мере того, как это излучение распростра-
няется от огненного шара, и 2) ослаблением излучения при его
прохождении через воздух. Рассмотрим влияние этих двух причин.

УП.7. Если излучение равномерно распространяется во всех
направлениях, то на расстоянии О от центра взрыва на каж-
дую единицу площади поверхности сферы радиуса ) будет падать
одинаковое количество световой энергии. Общая площадь этой
сферы составит 4*р?. Если общее количество энергии светового из-
лучения, образующейся при взрыве, обозначить через ЕЁ, то коли-
чество энергии, приходящейся на единицу площади на расстоянии
Р от места взрыва при отсутствии ослабления излучения атмо-
сферой, составит Е/4лО?. Очевидно, что эта величина изменяется
обратно пропорционально квадрату расстояния от центра взрыва.
Например, на расстоянии 3,2 км от центра взрыва количество све-
товой энергии, приходящейся на единицу площади, составит '!/
того количества энергии, которое будет получено на расстоянии
вдвое меньшем, то есть на расстоянии в 1,6 км.

\УП.8. Чтобы определить количество энергии светового излуче-
ния, фактически падающей на единицу площади, необходимо
учесть степень ослабления излучения атмосферой. Это ослабление
обусловливается двумя основными причинами, а именно: поглоще-
нием и рассеянием. Атомы и молекулы, находящиеся в воздухе,
могут поглощать некоторую долю излучения и таким образом ос-
лаблять его. Особенно эффективно поглощаются лучи с короткой
длиной волны (ультрафиолетовые). В процессе поглощения свето-
вого излучения важную роль играют молекулы кислорода’и озона.
Хотя количество озона, содержащегося в воздухе, обычно очень
невелико, значительное количество его образуется в результате.
взаимодействия гамма-лучей, испускаемых при ядерном взрыве,
с молекулами атмосферного кислорода.

\УП.9. В результате поглощения светового излучения ультра-
фиолетовая часть спектра этого излучения заметно уменьшается
даже на небольших расстояниях от центра взрыва. На таких рас-
стояниях, на которых поражающее действие светового излучения
имеет большее значение по сравнению с другими поражающими
факторами (ударной волной и начальной ядерной радиацией) ‚ ко-
личество ультрафиолетовых лучей является совершенно незначи-
тельным.

\УП.10. Ослабление светового излучения, обусловленное рассея-
нием, т. е. протекающее в результате отклонения лучей от их пер-
воначального направления, происходит при любом составе спектра.
Рассеяние может быть вызвано молекулами, например, кислорода
и азота, находящимися в воздухе. Однако наибольшее значение
имеет рассеяние, вызванное отражением и дифракцией световых

298 СВЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ И ЕГО ДЕЙСТВИЕ _

лучей частицами пыли, дыма или тумана, содержащимися я атмо-
сфере. Отклонение лучей от их первоначального ры обуслов-
ленное рассеянием, приводит к тому, что ре ние свето-
вого излучения в ‚большей мере носит диффузионный характер,
чем прямолинейный.

Влияние атмосферных условий

УП.11. Ослабление энергии светового излучения, вызванное его
рассеянием в воздухе, зависит от атмосферных условий, главными
из которых являются концентрация и размеры частиц, находя-
й щихся в воздухе, а также от длины волны излучения. Это значит,
} что’ излучения, обладающие различной длиной волны, а именно:
| ультрафиолетовые, видимые и инфракрасные, будут ослабляться
| по-разному. Для практических целей в большинстве случаев
. можно принять, что общее ослабление является средней величиной
для всех длин волн, входящих в состав светового излучения. При
этом необходимо иметь в виду, что результаты, получаемые при
таком допущении, будут менее точными.

УП.12. Способность атмосферы рассеивать световое излучение
характеризуется дальностью видимости или просто видимостью.
Дальность видимости определяется расстоянием по горизонтали,
на котором большой темный предмет можно видеть над горизон-
том в дневное время. Приблизительный характер зависимости

между дальностью видимости и прозрачностью атмосферы приво-
дится в табл. УП.12.

Таблица УП.
Дальность видимости и презрачность атмосферы

Атмосферные условия

Лальность видимости, км

Исключительно прозрачный воздух

Более 48
Очень прозрачный 19—48
Умеренно прозрачный 9—19
Легкая дымка 4—9
Дымка 24
Плотная дымка или туман Менее 2

\УП.13. Согласно существовавшем

У ранее мнению количество
энергии светового излучен

ня, приходящейся на единицу площади
облучаемого материала, расположенного на определенном рас-

стоянии от ядерного взрыва, очень сильно зависит от прозрачности
атмосферы. Однако оказывается, что при изменении дальности ви-
димости в весьма широких пределах влияние состояния атмосферы
оказывается незначительным. В настоящее время считают, что по
мере увеличения расстояния от центра взрыва действительно имеет

ИЗЛУЧЕНИЕ ОГНЕННОГО ШАРА 299

место ослабление светового излучения; однако это ослабление про-
исходит не так быстро, как предполагали раньше. Далее, установ-
лено также, что на любом расстоянии от места взрыва, не превы-
шающем половины дальности видимости, степень ослабления све-
тового излучения при изменении дальности видимости в пределах
от 3 до 80 км (соответственно: легкая дымка и исключительно про-
зрачный воздух) изменяется не очень сильно.

\УП.14. Причина такого, на первый взгляд странного явления
состоит в том, что световое излучение, достигающее данной точки,
расположенной на определенном расстоянии от ядерного взрыва,
включает в себя как прямое, так и рассеянное излучение; если
воздух чист и в нем содержится очень небольшое количество
взвешенных частиц, то количество рассеянного излучения, которое
доходит до данной точки, является небольшим; в этой точке излу-
чение представлено в основном только лучами, которые распро-
страняются прямолинейно от взорвавшейся бомбы, не подвергаясь
рассеянию.

\УП.15. Если воздух содержит некоторое количество взвешенных
частиц, то интенсивность прямых лучей будет меньше, чем в слу-
чае распространения излучений в чистой атмосфере. Однако это
уменьшение в значительной степени компенсируется увеличением
количества рассеянного излучения, попадающего в рассматривае-
мую точку. Многократное рассеяние, т. е. рассеяние уже рассеян-
ного излучения, вероятность которого весьма значительна, если
концентрация частиц в воздухе большая, приводит к возвращению
части излучения в его первоначальное направление.

УП.16. Вследствие компенсации, являющейся результатом мно-
гократного рассеяния, общее количество световой энергии ядер-
ного взрыва, падающее на данном расстоянии на единицу пло-
щади, в определенных пределах изменения дальности видимости
изменяется незначительно. Следует отметить, что’ этот общий вы-
вод остается справедливым только в том случае, когда атмосфера
достаточно прозрачна, т. е. при отсутствии атмосферных осадков,
тумана или плотной дымки, наблюдающейся обычно в промышлен-
ных городах. При наличии этих особых условий большая часть
светового излучения подвергается рассеянию. В этом случае зна-
чительная потеря прямого излучения не может быть компенсиро-
вана многократным рассеянием. В результате происходит умень-
шение количества лучистой энергии, получаемой на данном рас-
стоянии от места взрыва. Другой особый случай, который рас-
сматривается ниже, имеет место тогда, когда взрыв происходит
выше слоя облаков.

УП.17. Следует также обратить внимание на то, что ослабле-
ние светового излучения зависит от атмосферных условий в не-
большой степени только в том случае, когда расстояние от места
взрыва меньше половины дальности видимости. На расстояниях от
места взрыва, превышающих половину дальности видимости,

300 СВЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ И ЕГО ДЕЙСТВИЕ.

—

потеря световой энергии будет тем больше, чем ть дальность

ости. Поэтому предположение о том, что на больших рас-
ре т места взрыва ослабление энергии светового излучения
ое от дальности видимости, приводит при расчете ет
ства падающей световой энергии к завышенным результатам. Но
с точки зрения защиты от светового излучения завышенные ре-
зультаты предпочтительнее заниженных.

Влияние дыма и тумана

\УП.18. В том случае, когда воздушный взрыв происходит выше
слоя плотных облаков, дыма или тумана, значительная часть све-
тового излучения отражается от пове

УП.19. Искусственное (химическое) задымление ослабляет
световое излучение так же

м, может
злучения в 10 раз по
м, которое было бы получено, если бы
не было дымовой завесы. Таким образом, дымовые завесы, по-ви-
димому, могут обеспечить защиту от светового излучения, испу-
скаемого при ядерном взрыве.

УП.20. Важно ПОНЯТЬ, излучения
дет происходить только в
ного взрыва будет находиться выше
й мом слое тумана (или дыма). Если
взрыв произойдет в умеренно прозрачном воздухе ниже слоя обла-

излучения, которая в нормальных
рх, будет отражена обратно н

‹ Й ‚ получен-
ное в’ данной точке, фактически б 7 ‚› чем при таких же
мана.

ИЗЛУЧЕНИЕ ОГНЕННОГО ШАРА 301

о

ненного шара. Поэтому любой твердый непрозрачный предмет, на-
пример стена или дерево, находящийся между данным объектом и
огненным шаром, будет защищать от действия светового излуче-
ния. Некоторые примеры, характеризующие эффективность такой
защиты (многие из которых имели место при ядерных взрывах в
Японии), будут рассмотрены ниже. С другой стороны, прозрачные
материалы, такие, как стекло или пластмассы, пропускают свето-
вое излучение, ослабляя его лишь в незначительной степени.

УИ.22. Защитный экран, который находится только между
данным объектом и огненным шаром, но не окружает объекта, не
может быть полностью эффективным при наличии в атмосфере
дымки. Значительная часть светового излучения, особенно при его
распространении на большие расстояния от места взрыва, подвер-
гается рассеянию и будет поступать в данную точку со всех на-
правлений, а не только прямолинейно от точки взрыва. Это обстоя-
тельство нужно иметь в виду при рассмотрении проблемы защиты
от действия светового излучения.

Влияние вида взрыва

\УП.23. Все вышесказанное относилось к световому излучению,
испускаемому при воздушном ядерном взрыве. Для взрывов дру
гих видов общие результаты воздействия светового излучения яв-
ляются такими же, хотя степень этого воздействия будет различ-
ной. При наземном (надводном) взрыве, вследствие того что ог-
ненный шар касается поверхности земли (или воды), доля общего
количества энергии взрыва, которая испускается в виде светового
излучения, будет меньше, чем при воздушном взрыве. Это обус-
ловлено отчасти тем, что при наземном взрыве большая часть све-
тового излучения поглощается поверхностью земли (или воды).
По мере увеличения высоты взрыва потеря светового излучения в
результате такого поглощения уменьшается.

\УП.24. Другой важный фактор заключается в том, что в случае
наземного (надводного) взрыва болыпая часть светового излуче-
ния, падающая на данный объект, расположенный на поверхности
земли, проходит через слой атмосферного воздуха, находящегося
вблизи этой поверхности. В этом приземном слое атмосферы про-
исходит значительное поглощение светового излучения молекулами
паров воды и углекислого газа, а также (более сильное, чем на
больших высотах) рассеяние излучения частицами пыли. Следова-
тельно, при наземном (надводном) взрыве не только меньшая доля
всей энергии взрыва испускается в виде световой энергии, но и
меньшая часть этой световой энергии доходит до цели, находя-
щейся на определенном расстоянии от точки взрыва. Таким обра-
зом, воздействие светового излучения при наземном взрыве булет
значительно меньше, чем при воздушном; при этом имеется в виду,
что в обоих случаях мощность взрыва одинакова.

\

302 СВЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ И ЕГО ДЕЙСТВИЕ —

УП.25. При подземных или подводных взрывах, в тех случаях,
когда через поверхность земли (воды) прорывается лишь неболь.
шая часть огненного шара, почти все световое излучение погло-
щается грунтом или водой. Энергия светового (теплового) излуче-
ния расходуется в этом случае на испарение почвы или воды.
В связи с этим при подземном (подводном) ядерном взрыве пора-
жающее действие светового излучения не проявляется в такой
степени, как при воздушном взрыве, и может отсутствовать.

ДЕЙСТВИЕ СВЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Поглощение светового излучения

УП. 26. Выше отмечалось, что температура огненного шара, об-
разующегося при ядерном взрыве, и температура Солнца примерно
одинаковы. Ввиду этого огненный шар ядерного взрыва в отноше-
нии испускания световой энергии напоминает собой Солнце. При
этом необходимо отметить, что взрыв ядерной бомбы отличается от
взрыва обычной фугасной бомбы не только общим количеством
освобождающейся энергии, но также и тем, что температура, до-
стигаемая при ядерном взрыве, значительно превосходит темпера-
туру, наблюдающуюся при взрыве обычного фугасного взрывча-
того вещества. Это призодит к тому, что доля энергии, испускае-
мая в виде светового излучения, при взрыве обычной бомбы
гораздо меньше, чем при взрыве ядерной бомбы. По указанной при-
чине поражающее действие светового излучения при взрыве обыч-
ной бомбы ничтожно, если не считать, может быть, очень неболь-
ших расстояний от точки взрыва. И, наоборот, количество световой
энергии, достигшее поверхности земли, например при воздушном
ядерном взрыве, может быть значительным даже на больших рас-
стояниях от места взрыва. Из этого следует, что при ядерных взры-
вах поражающее действие светового излучения несравненно
больше, чем при взрывах обычных тротиловых бомб. Другими сло-
вами, широкие масштабы поражающего действия светового излу-
чения представляют собой новую специфическую особенность, при-
сущую только ядерному взрыву.

УП. 27. Количество световой энергии, падающей на единицу
площади, зависит от общего количества энергии, освобождающейся
при ядерном взрыве, расстояния от центра взрыва и в некоторой
степени от состояния атмосферы. Хотя световое излучение, испу-
скаемое огненным шаром, охватывает широкий диапазон длин
волн —от коротких ультрафиолетовых до инфракрасных, — боль-
шая часть ультрафиолетового излучения поглощается или рассеи-
вается по мере его прохождения через атмосферу на сравнительно
небольших расстояниях от места взрыва.

УП.28. В первом из двух импульсов светового излучения, о Ко-
торых говорилось в главе 11, вследствие очень высокой темпера-

Ще. При
Чается от.
Ичеством
Гура, до-
гемпера-
ззрывча-
спускае-
бомбы
ной при:
е обыч:
неболь-
зетовой
(ушном
ых рас"
‹ взры"
вненно

303

ДЕЙСТВИЕ СВЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

туры огненный шар испускает в основном ультрафиолетовые
лучи !. Однако первый импульс даже при ядерном взрыве с тро-
тиловым эквивалентом в несколько млн. т продолжается лишь
в течение незначительной доли секунды; поэтому количество све-
товой энергии, испускаемое за это время, составляет ничтожно
малую часть общего количества световой энергии, образующейся
при взрыве. На таких расстояниях от места взрыва, на которых
световое излучение проявляет еще свое поражающее` действие,
доля ультрафиолетового излучения является незначительной, во-
первых, из-за очень небольшой продолжительности периода, в те-
чение которого поверхность огненного шара имеет очень высокую
температуру, и, во-вторых, вследствие сильного поглощения ультра-
фиолетовых лучей атмосферой. Тем не менее, поскольку ультра-
фиолетовые излучения обладают большей способностью наносить
биологические поражения, чем видимые, или инфракрасные лучи,
они могут в некоторых случаях усиливать поражение, вызываемое
световым излучением. :

УП.29. Когда световое излучение падает на какой-либо мате-
риал или предмет, часть этого излучения может отразиться, неко-
торая часть будет поглощена, а остальная часть может пройти
через материал и в конечном счете будет воздействовать на дру-
гие объекты. Именно та часть излучения, которая поглощается тем
или иным материалом, превращается в тепло и тем самым опре-
деляет степень поражающего действия светового излучения на
данный материал. Величина, или доля излучения, поглощаемого
данным материалом, зависит в основном от характера и цвета
этого материала. Материалы, обладающие высокой прозрачностью
и отражательной способностью, световое излучение поглощают
мало и поэтому относительно хорошо выдерживают его действие.
Тонкий слой материала часто пропускает большую часть падаю-
щего на него излучения, и поэтому сам не получает серьезных по-
вреждений.

\УП.30. Ткань черного цвета поглощает гораздо большую часть
падающего на нее светового излучения, чем ткань светлого цвета.
Поэтому темная ткань будет подвергаться значительно большему
воздействию светового излучения, чем светлая.

Кроме того, материал, окрашенный в светлый цвет, будет
обугливаться значительно меньше, чем такой же материал, окра-
шенный в темный цвет. Однако материал, который во время
начальных стадий действия светового излучения легко темнеет

! Из теоретических исследований и экспериментальных измерений известно,
что длина волны, соответствующая максимальной плотности энергии излучения
идеального излучателя (или «абсолютно черного тела»), на который весьма по-
хож огненный шар, уменьшается с увеличением температуры излучения. При тем-
пературах выше 7600°К этот максимум находится в ультрафиолетовой области
спектра (см. $ УП.10б).

ты

СВЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ И ЕГО ДЕЙСТВИЕ
-—— = 99

(обугливается), ведет себя в основном, как черный, т. е. как
сильный поглотитель световой энергии, независимо от его перво-
начального цвета. С другой стороны, если в начальной стадии Ддей-
ствия излучения образуется дым, то он частично защищает мате-
риал от дальнейшего воздействия на него светового излучения.
\УП.31. Почти все световое излучение, поглощенное материа-
лом, немедленно превращается в тепло. Это приводит к тому, что |
температура поглощающего материала быстро повышается. Имен- |
но высокая температура может причинить ожог или повреждение
или даже воспламенить возгораемые материалы. При рассмотре-
нии поражающего действия светового излучения ядерного взрыва
важно иметь в виду не только то, что общее количество энергии
светового излучения является значительным, но также и то, что
это количество энергии испускается в течение очень короткого
промежутка времени. Это означает, что интенсивность светового
излучения ', т. е. скорость, с которой это излучение падает на ту
или иную поверхность, является очень большой. Вследствие высо-
кой интенсивности излучения количество тепла, которое обра-

зуется при поглощении светового излучения, возрастает с большой }
скоростью.

УП:32. Поскольку в течение того короткого промежутка вре- Е
мени, за который излучение, испускаемое во время ядерного взры-
ва, падает на материал, лишь небольшая часть тепла отводится
за счет теплопроводности, поглощение световой энергии проис- |
ходит в основном только на небольшой глубине материала (за и
исключением, может быть, хороших- проводников тепла, таких,
как металлы). В результате этого температура на поверхности
материала достигает очень высоких значений. Например, подсчи-
тано, что при ядерных взрывах в Японии, которые были произве-
дены на высоте около 560 м, температура на поверхности земли
непосредственно под центром взрыва составляла, вероятно, 3000—
4000°С. Правда, с увеличением расстояния от центра взрыва тем-
пература очень быстро уменьшалась, однако имеются данные, сви-
детельствующие о том, что даже на расстоянии 1200 м она превы-
шала 1600°С (см..$ УП.83).

\УП.33. Самым важным физическим результатом действия вы-
соких температур, развивающихся вследствие быстрого поглоще-
ния светового излучения, являются ожоги кожи, оплавление,
обугливание и, возможно, воспламенение возгораемых органиче-
ских веществ, например древесины, тканей или бумаги
(рис. УП.33). Тонкие или пористые материалы, такие, как легкие
ткани, газетная бумага, сухая трава и листья, а также сухие
деревья, могут воспламеняться под действием светового излучения.

' Интенсивность светового излучения определяется количеством световой
энергии, приходящимся на единицу площади в единицу времени. (Прим. перев.)

% ДЕЙСТВИЕ СВЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ 305

4. | У
то м Как
Дия РВ. С другой стороны, органические материалы большой толщины,
чает №. | например ветки толщиной более | см, пластмассы и тяжелые
Учения | ткани, обугливаются, но не горят. В этом случае может появиться
Мать, | плотный дым или даже языки пламени, однако устойчивого горе-
ту “риа. | ния материала не будет.
ся. й чо |
Реж мен.
асс Дени |
`о МОтре.
ВЗрыва 1
ети |
› ЧТо
‘ОРоткого +
светового
ет на Т |
ИЕ ВЫСО-
ое обра. |
большой |
гка вре-
го взры-
Водится
проис-
ала (за —
таких,
хности я . - .
тодсчи- а В . = и
роизве
земли ; Рис. УП,33. Воспламенение обивочного материала в легковом автомобиле
3000— т действием свегового излучения ядерного взрыва привело к распро-
ва тем странению огня на другие части автомобиля (полигон в штате Невада)
ге, сви
превы
. \УП.34. Некоторой иллюстрацией поведения материалов при
ия вы действии на них светового излучения могут служить фотоснимки
нло о (рис. УП.34) одного из домов с деревянным каркасом, который
Дени” подвергся воздействию испытательного ядерного взрыва, произ-
ани веденного в штате Невада в 1953 г. Как упоминалось выше (см.
ума $ Г\.12), для того чтобы стены отражали возможно ббльшую
тегй часть светового излучения и чтобы свести к минимуму возможность
сухие ; возникновения пожара, дома перед их испытаниями были покра-
НИЯ шены снаружи белой краской. В момент взрыва та часть дома,
16 которая была обращена к месту взрыва, покрылась густым чер-
и ным дымом (рис. УП.3З4а). Однако каких-либо признаков пламени
ет 20 Действие ядерного оружия

306 СВЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ И ЕГО ДЕЙСТВИЕ

п

Рис. УП.34а. Воздействие светового из

ный дом. Пожар возник почти мгнов

взрыва (количество энергии светового
25 кал/см?)

лучения на деревян-
енно после ядерного
излучения составляло

В

Ва
Рис. У1.346. Результат воздействия светового излучения на Г
деревянный дом (спустя 2 секунды после ядерного взрыва) ен

ОЖОГИ КОЖИ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ ДЕМСТВИЕМ СВЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ 307

не было. Через очень короткое время, но до момента прибытия
ударной волны, т. е. менее чем через 2 секунды после взрыва,
дымообразование прекратилось (рис. УП.346). Видимо, в связи
с тем, что в течение короткого периода воздействия светового
излучения тепло было частично отведено от поверхности матери-
ала, его температура оказалась недостаточно высокой для того,
чтобы дерево воспламенилось. Как будет показано ниже
($ УП.65), значительно более тонкие слои горючего материала
на таком же расстоянии от центра взрыва будут, по-видимому,
воспламеняться.

УП.35. Воспламенение материалов под действием светового
излучения зависит от ряда факторов, из которых, помимо харак-
тера самого материала, наиболее важными являются его толщина
и содержание влаги. Например, тонкий слой данного материала
воспламенится скорее, чем толстый; образец из сухого материала
будет поврежден скорее, чем из сырого. Температура материала
также может иметь важное значение, поскольку нагретый мате-
риал будет воспламеняться легче, чем холодный.

\УП.36. Скорость испускания энергии светового излучения
огненным шаром является важным фактором, определяющим сте-
пень обугливания и воспламенения различных материалов, а так-
же тяжесть ожогов кожи у людей, подвергшихся воздействию све-
тового излучения. При данном общем количестве световой энер-
гии, поглощенной единицей площади материала, повреждение бу-
дет тем больше, чем быстрее выделяется энергия. Таким образом,
чтобы получить в данном материале один и тот же тепловой
эффект для двух различных по мощности взрывов, общее количе-
ство световой энергии, полученное материалом на единицу пло-
щади, для взрыва большей мощности должно быть больше, чем,
для взрыва меньшей мощности. Это вытекает из того, что при
более мощном взрыве световая энергия выделяется в течение от-
носительно большего периода времени, т. е. медленнее, чем при
менее мощном ядерном взрыве.

ОЖОГИ КОЖИ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ ДЕЙСТВИЕМ СВЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Классификация ожогов

\УП.37.®Световое излучение ядерного взрыва может вызвать
ожоги кожи непосредственно, т. е. в результате поглощения лу-
чистой энергии, испускаемой огненным шаром, или косвенно, т. е.
в результате воздействия на людей пожаров, возникших от дейст-
вия светового излучения. Ожоги первого типа часто называют
световыми ожогами, так как они создаются поражающим дей-
ствием излучения, испускаемого огненным шаром в течение очень
короткого промежутка времени. Косвенные (или вторичные)

20*

ны -

СВЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ И ЕГО ДЕЙСТВИЕ

308

—

ожоги называют также ожогами пламенем; они ничем не отли.
чаются от обычных ожогов кожи, которые могут иметь место при
больших пожарах, независимо от причины их возникновения.

\УП.38. Важная особенность ядерного взрыва состоит в том,
что воздействие на людей светового излучения, испускаемого при
таком взрыве, может вызвать очень большое количество световых
ожогов (см. $ УП.69). Физическая и физиологическая природа
световых ожогов, возникающих вследствие очень быстрого нагре-
вания кожи, несколько отличается от природы обычных ожогов,
возникающих под действием пламени. Однако оба эти типа ожо-
гов с точки зрения их общего воздействия на организм и спосо-
бов лечения являются одинаковыми. В этом отношении они не
отличаются от ожогов, возникающих по другим причинам, напри-
мер при соприкосновении с горячим металлом.

\1П.39. Ожоги кожи, независимо от причины их возникновения,
классифицируются по степени (или глубине) поражения. Ожоги
первой степени, примером которых могут служить ожоги, полу-
ченные в результате неумеренного загорания на солнце, вызывают
покраснение кожи. Ожоги первой степени не требуют специаль-
ного лечения, и в результате таких ожогов на коже не остается
каких-либо шрамов. Ожоги второй степени поражают кожу на
большую глубину и носят поэтому более серьезный характер. Они
характеризуются появлением пузырей. Сильные ожоги с образо-
ванием пузырей при чрезмерном загорании могут служить приме-
ром ожогов второй степени. При ожогах третьей степени кожа
разрушается на всю толщину. В этом случае, для того чтобы избе-
жать появления на пораженном месте шрамов, необходимо произ-
водить пересадку кожи.

УП.40. Деление ожогов по степ
очевидно, имеет свои недостатки

при рассмотрении того или иного
о средних поражениях.

УП.41. Глубина ожога кожи являетс
ром, определяющим поражающее дейс

типа ожогов речь будет идти

ных участков кожи. Так, нап
телу может вызвать более

м серьезные последствия, чем ожог
третьей степени на каком-ниб

удь одном ограниченном месте. Чем

остается
ожу на
ер. Они
образо-
приме:
г кожа
г избе-
произ-

‚уппы,
тяется
г пер"
# сте-
@ ед-
нии
астся

ОЖОГИ КОЖИ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ ДЕЙСТВИЕМ СВЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ 309

больше размер обояоженной поверхности тела, тем вероятнее по-
явление симптомов поражения всего организма. Кроме того, име-
ются такие критические участки кожи (например, кожа рук), по-

ражение которых ожогами почти любой степени выводит человека
из строя.

Количество световой энергии, вызывающее ожоги,
и расстояния, на которых они появляются

\УП.42. Как отмечалось выше, ожог первой степени больших
участков кожи человека может вывести его из строя, а ожог
второи степени, даже на сравнительно ограниченном участке
тела, почти всегда лишает пострадавшего всякой работоспособ-
ности. Другими словами, всем лицам, которые будут находиться
на таком расстоянии от места ядерного взрыва, на котором полу-
ченная энергия светового излучения окажется достаточной для
того, чтобы вызвать световые ожоги кожи второй степени, будет
угрожать опасность поражения. Однако не все лица, находящиеся
на таком расстоянии, будут в действительности выведены из
строя, так как многие из них окажутся в известной мере защи-
щенными от светового излучения. Но в пределах определенной
зоны вероятность получения серьезных ожогов кожи будет весьма
значительной.

\УП.43. Чтобы рассчитать радиус зоны поражения людей, обу-
словливаемого ожогами, возникающими в результате действия
светового излучения, испускаемого при ядерном взрыве, необхо-
димо иметь следующие данные. Прежде всего нужно знать, какое
количество энергии светового излучения будет получено при дан:
ном тротиловом эквиваленте бомбы на различных расстояниях от
центра (эпицентра) ядерного взрыва. Это количество зависит от
атмосферных условий и характера местности. -.

УП.44. Затем требуется иметь данные о количестве световой
энергии, необходимой, чтобы вызвать ожоги той или иной степени,
для взрывов с различной скоростью высвобождения энергии, т. е.
для взрывов разной мощности и с разным временем эффективного
испускания светового излучения. Эти вопросы будут рассмотрены
более полно в конце данной главы; однако здесь можно отметить,
что необходимые данные, характеризующие эффективность дей-
ствия светового излучения при воздушных и наземных (надвод-
ных) взрывах, были получены путем теоретических расчетов, осно-
ванных на результатах опытных ядерных взрывов и лабораторных
наблюдений.

УП.45. Приближенные значения количества энергии светового
излучения, приходящегося на единицу площади, которые необхо-
димы для того, чтобы вызвать ожоги кожи первой, второй и
третьей степени при воздушных или наземных (надводных) ядер-
ных взрывах с тротиловым эквивалентом 1 тыс., 100 тыс. и 10 млн. г

СВЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ И ЕГО ДЕЙ‘ ГВИЕ

1 5
нн), приводятся в табл. УП.45'. В Нч энер.
(10 мегато излучения выражена в калориях, а еди ца площади
ЕН ре 1 см Таким образом, количество световой энергии
зята равн ; рик
в калориях на 1 см? поверхности кожи

Таблица \У1П.45

ового излучения,
чества энергии свет ь
лизительные значения коли а
> вызывающего ожоги кожи при воздушных или назем

ядерных взрывах
Е ЕР анны

| Энергия светового излучения, кал/см?
Тротиловый эквивалент

ядерного взрыва | | степень П степень Ш степень

—_—_ д ы--["-—>_—ыЙ” вшъШШЫЫ)ЫЪЫЫЪШЫЫЕЬ‚‚ыыыыы‚ы‚ы‚ы‚‚к‚х

я 4 6
1 тыс, т 2 Е.

100 тыс. т 2,5 55 я
{0 млн. 21 3,5

На практике могут иметь место некоторые отклонения величин
светового импульса от приведенных в таблице значений. Эти от-
клонения могут быть обусловлены различием в чувствительности
кожи, пигментации, а также вследствие других специфических
факторов, влияющих на степень поражения световым излучением.

\УП.46. Из таблицы УП.45 видно, что количество энергии све-
тового излучения, вызывающее ожог той или иной степени, воз-
растает с увеличением тротилового эквивалента взрыва. Так, на-
пример, световая энергия в 4 кал/см? будет вызывать ожог второй
степени при тротиловом эквиваленте взрыва в | тыс. т, а при ядер-
ном взрыве с тротиловым эквивалентом в 10 млн. т соответству-
ющая величина энергии составляет 7 кал/см?. Причина этого раз-
личия состоит в том, что в первом случае световая энергия выде-
ляется за очень короткое время продолжительностью не более

тельнее время облучения, ило требуе ся
количество э1 рги С! вого излучен , Т Ы вызвать данный
[> не. И ветово ия, чтоб

`УП.47. На рис. УП.47 предст
: . . авлен график, п в а
стояния, на которых возможны раф оказывающий рас

р средние ожоги й ь
третьей степени при изменении первой, второй и

тротиловых эквив
взрывов от | тыс. до 20 млн. г. Эт алентов ядерных

от график составлен с учетом

' Более подробнь

те сведения о зависи
о мости между количеством световой
рис, УП.190. ь

Е
‹
р

<

|
<
‹

зеличин
Эти от-
ЫНОСТИ
ческих
ением.
и све-
‚ во3-
к, на-
торой
ядер-
тству-

311

ОЖОГИ КОЖИ, ВЫЗЫВАЕМЫЕ ДЕЙСТВИЕМ СВЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

зависимости количества световой энергии, вызывающей опреде-
ленное поражение, от тротилового эквивалента ядерного взрыва.
При построении графика были сделаны два допущения. Во-первых,

1000

40

Тротиловый эквивалент 8 тыс.т

$
016 0,32 0,64 161 3,22 6,44 161 32,2 161
Расстояние от центра взрыва 8 км

Рис. УП.47. Расстояния, на которых образуются ожоги различ-
ной степени в зависимости от тротилового эквивалента

было принято, что взрыв производится в воздухе на той же высоте,
как и взрыв, для которого в главе ПТ рассматривались значения
параметров ударной волны. Для наземных (надводных) взрывов

к _

СВЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ И ЕГО ДЕЙСТВИЕ

812 ве ое к

расстояния, приведенные на рис. УП.47, следует Уменьшить при-
мерно на 40%. Во-вторых, было принято, что в момент ядерного
взрыва атмосфера достаточно прозрачна, т. е. что ослабление излу-
чения на расстоянии около 15 км от эпицентра взрыва почти не
зависит от дальности видимости. Если в атмосфере имеется дымка,
то расстояния, получающиеся на основе данных, приведенных на
рис. УП.47, в особенности для взрывов ядерных зарядов с большим
тротиловым эквивалентом, могут несколько превосходить действи-
тельные расстояния, на которых возможна данная степень пора-
жения. В том случае, если ниже центра ядерного взрыва будет
находиться значительный слой облаков или дыма (см. $ \У1П.19
и далее), расстояния, определенные из рис. УП.47, могут оказать.
ся еще более завышенными.

УП.48. Метод использования данных, приведенных на
рис. УП.47, может быть проиллюстрирован на примере определе-
ния приблизительных значений предельных расстояний от места
взрыва, на которых возможны ожоги второй степени для воздуш-

точке пересечения, составляет 5,5 км. Можно ожидать, что при
средних атмосферных условиях и при взрыве мощностью 100 тыс.т
средние ожоги второй степени (или более серьезные) могут быть
получены на расстоянии 5,5 км от центра взрыва.

Эффективность второго импульса излучения

УП.49. Очень важно установить, особенно с точки зрения за-
щиты от светового излучения, значение периода времени, в течение
которого это излучение имеет наибольшую эффективность. Как
уже указывалось, количество световой энергии первого импульса
излучения, которое испускается в процессе понижения темпера-
туры поверхности огненного шара до первого минимума
(рис. 1.92), относительно невелико. Однако при этом не отпадает
необходимость в определении количества лучистой энергии вто-
рого импульса, испускаемой за время, в течение которого темпера-
тура огненного шара изменяется от первого минимума через мак-
симум и до второго минимума (рис. П.92).

УП.50. С увеличением расстояния от огненного шара количе-
ство световой энергии, приходящееся на единицу площади, умень-
шается. Вследствие этого более отдаленные от места взрыва объ-
екты будут получать меньше световой энергии, чем более близкие.
По мере удаления объектов от центра взрыва общее количество

ротиловым
ни). Рас-
тствующее

что при
100 тыс.т
гут быть

ОЖОГИ КОЖИ, ВЫЗЫВЛЕМЫЕ ДРИСТВИЕМ сврлль а.
р к Ы ЕМЫЕ ДВИСТВИЕ \ СВЕТОВО! 0 ИЗЛУЧЕНИЯ 313

световой энергии, получаемое объектом, уменьшается во всех
частях импульса. Это приводит к тому, что на достаточно больших
расстояниях световое излучение не будет вызывать поражения.
В конечной части импульса, соответствующей относительно низ-
ким температурам огненного шара, защитные мероприятия позво-
ляют наиболее легко ослабить световое излучение до безопасного
уровня. Следовательно, на некотором расстоянии от места взрыва
в конечной части импульса световое излучение может потерять
свою эффективность, хотя во всех остальных частях импульса и
в особенности в области температурного максимума оно будет ока-
зывать сильное поражающее действие.

УП.51. На всех расстояниях от центра взрыва наиболее опас-
ной областью светового импульса является та его часть, которая
соответствует второму температурному максимуму огненного шара.
Именно в этот период интенсивность светового излучения (или
скорость испускания световой энергии огненным шаром) является
наибольшей. Это приводит к тому, что количество световой энергии,
достигающее объектов, находящихся на любом расстоянии от точки
взрыва, за этот период будет также наибольшим. Другими сло-
вами, при ядерном взрыве определенной мощности количество
световой энергии, испускаемое во втором импульсе в промежуток
времени, соответствующий температурному максимуму, будет зна-
чительно больше того количества энергии, которое испускается
огненным шаром в течение любого другого равного промежутка
времени.

\УП.52. Приведенные факты имеют важное значение для уста-
новления эффективности попыток укрыться от воздействия свето-
вого излучения. Из сказанного очевидно, что необходимые дейст-
вия для обеспечения защиты желательно осуществить до достиже-
ния температурного максимума во второй части светового им-
пульса.

УП.53. При ядерном взрыве бомбы с тротиловым эквивален-
том порядка нескольких тысяч тонн необходимые действия для
обеспечения защиты от светового излучения должны быть осу-
ществлены в течение небольшой доли секунды; только в этом слу-
чае воздействие светового излучения могло бы быть в какой-то
степени ослаблено. Однако поскольку это время слишком неболь-
шое, то предпринять какие-либо защитные меры в этом Розен
практически невозможно. С другой стороны, если при ядер и

: ко миллионов тонн укрытие от дей
взрывах мощностью в несколько п р 1
ствия светового излучения будет найдено в течение од —

огненного шара, то степень пораже

двух секунд после появления ре =

ния световым излучением во многих случаях буд а

: вообще возможно будет из

уменьшена, а в некоторых случаях беспечением защиты

бежать поражения. Проблема, связанная с обесп а сия
от действия светового излучения, будет рассмотр

дробно в главе ХИ,

СВЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ И ЕГО ДЕЙСТВИЕ

Защитные мероприятия, предупреждающие
образование ожогов

УП.54. Если между центром взрыва и объектом, расположен.
ным на поверхности земли, окажется какой-нибудь непрозрачный
предмет (см. $ УП.21), то этот предмет может значительно осла.

| бить степень поражения объекта световым излучением.

Т_ При пребывании в здании укрыться можно в любом месте, но,
конечно, в стороне от окон. Если человек находится вне здания,
то некоторую защиту может обеспечить быстрое залегание в ка-
наву или укрытие-за деревом или столбом. Пожалуй, самый луч-
ший (инстинктивный) способ действия при взрыве ядерной бомбы
состоит в том, чтобы быстро лечь на землю лицом вниз за ‘первым
попавшимся прочным укрытием и спрятать открытые части тела:
руки, лицо и шею (см. $ ХП.60 и далее).

7 \У1П.55. Обычная одежда в некоторых случаях также может
обеспечить защиту от действия светового излучения и предупре-
дить образование ожогов. Самая обычная одежда светлого цвета
отражает ббльшую часть падающего светового излучения, вслед-
ствие чего она, как правило, обеспечивает достаточную защиту. На-

) пример, оказалось, что два слоя хлопчатобумажной ткани (верхняя
одежда светло-зеленого цвета ‘и трикотажное белье), без какого-
либо промежутка между ними, увеличивают количество светового
излучения, вызывающее ожог второй степени, с 4 до 7,5 кал/см?.
Если слои одежды находятся на некотором удалении друг от
друга, а также и от кожи человека, то величина необходимого
количества энергии возрастает еще больше. Однако поскольку
воспламенение одежды может иметь место даже при сравнительно
небольших значениях количества световой энергии (см. табл.
УП.61), то ожоги, возникающие от загоревшейся одежды, могут
образоваться и в том случае, когда величина светового импульса
Является недостаточной для образования мгновенных ожогов.

\УП.56. Материал темного цвета поглощает излучение более
эффективно, чем светлый материал. В результате поглощения
светового излучения материал может очень сильно нагреться. Тепло
от нагретого материала будет передаваться коже либо путем
теплопроводности, либо путем излучения. Передача тепла путем
теплопроводности является наиболее вероятным процессом и бу-
дет иметь особенно большое значение в том случае, когда на-
гретый материал соприкасается с кожей. Так, при тесном сопри-
косновении сильно нагретой темной ткани с телом могут появиться
контактные ожоги, которые не могут быть названы ни мгновен-
ными, ни ожогами, возникшими под воздействием пламени. Ожоги
от воздействия пламени, конечно, будут появляться только в том
случае, когда температура ткани будет достаточной для ее воспла-
менен,

1.57. Одежда светлого цвета, изготовленная из Довольно

г (верхняя
з какого-
светового
кал/см?.
друг от
‹одимого
Жкольку
гительно
„ табл.

‚ могут

мпулься

ВОЗДЕЙСТВИЕ СВЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА РАЗЛИЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ 315

плотного материала, отражает ббльшую часть светового излуче-
ния, вследствие чего количество тепла, передаваемого через такую
одежду коже, будет относительно небольшим. Однако могут быть
случаи, когда одежда, изготовленная из светлого, но недостаточно
плотного материала, будет пропускать через себя такое количество
лучистой энергии, которого будет достаточно для того, чтобы вы-
звать ожоги на коже, в то же время сама одежда может и не вос-
пламениться.

\УП.58. Чтобы обеспечить удовлетворительную защиту от све. |
тового излучения, т. е. чтобы предупредить образование ожогов, |
желательно иметь не менее двух слоев одежды. Верхнюю одежду |
предпочтительнее иметь светлого цвета. Эта одежда должна быть |
свободной; в этом случае между верхней одеждой бельем. и. те.
лом будут достаточные прослойки воздуха. [Для того, чтобы повы- |`
сить устойчивость материала верхней““бдежды к воспламенению,
может оказаться очень полезной соответствующая обработка тка-
ни, в особенности ткани темного цвета.

|
|
|
|
|

Я
ВОЗДЕЙСТВИЕ СВЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА РАЗЛИЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Ткани, дерево и пластмассы

УП.59. Выше в данной главе говорилось о поглощении различ-
ными тканями светового излучения. Ткани, изготовленные из при-
родного волокна, например из хлопка и шерсти или из некоторых
видов синтетических материалов, например искусственного шелка,
обугливаются, а иногда и загораются; с другой стороны, некото-
рые материалы, например нейлон, при нагревании до достаточно
высокой температуры плавятся. Количество световой энергии, не-
обходимое для того, чтобы вызвать определенные изменения в той
или иной ткани, зависит от ряда условий, о которых упоминалось
в $ УП.35. Однако в большинстве случаев справедливыми остают-
ся следующие общие выводы.

УП.60. Ткани темного цвета, вследствие того, что они лучше
поглошают излучение, повреждаются быстрее, чем такие же тка-
ни светлого цвета. Но даже и в этом случае имеют место раз-
личия в степени повреждения в зависимости от метода окраски
и в особенности от характера волокна. Шерсть оказывает большее
сопротивление действию лучистой энергии, чем хлопок или искус-
ственное волокно; последние легче поддаются воздействию свето-
вого излучения, чем нейлон. Орлон является значительно более
стойким, чем нейлон. Для разрушения тканей, изготовленных из
легких материалов, требуется меньше световой энергии, чем для
разрушения тканей, изготовленных из тяжелых материалов. Коли-
чество энергии, вызывающей разрушение ткани (при одинаковом
времени воздействия излучения), приблизительно пропорционально
весу ткани, приходящемуся на единицу площади, Важным факто-

316 СВЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ И ЕГО ДЕЙСТВИ!

ее
ром является также содержание ыы РАЙ
жится в ткани, тем больше энергии требуется дл ` т ВЫ-
‚шение.

дне светового излучения о изучалось на
многих видах тканей, однако на основе полученных результатов
в настоящее время еще трудно сделать обобщенные выводы ввиду
наличия многих переменных величин, оказывающих значительное
влияние на эффективность поражающего действия светового излу-
чения. Тем не менее в табл. УП.61 сделана попытка показать ве-
личины энергии, вызывающие воспламенение различных тканей
вследствие поглощения ими светового излучения. В этой таблице
приведены данные для воздушных (или наземных) взрывов мощ-
ностью 20 тыс. и 10 млн. т. По тем же самым причинам, которые
были рассмотрены в связи с ожогами кожи (см. $ УП.35), количе-
ство светового излучения, вызывающее для данной ткани разру-
шения одной и той же степени, тем больше, чем выше тротиловый
эквивалент ядерного взрыва.

УП.62. Древесина под воздействием светового излучения обуг-
ливается, причем глубина этого обугливания почти пропорциональ-
на количеству поглощенной энергии. При достаточно больших
количествах поглощенной энергии древесина (при соответствую-
щих размерах и форме) может временно воспламениться; однако
в условиях ядерного взрыва стойкое горение
правило, невозможно. Тем не менее появившеес
мя пламя может переброситься на находящ

которые не подвергались непосредствен-
ого излучения. Если древесина находится
В виде опилок или стружки, то она под воздействием светового
излучения ядерного взрыва может довольно легко воспламеняться;
0б этом будет сказано ниже.

УП.63. Величина энергии светового излучения, вызывающая
обугливание непокрашенной и необработанной к
ствами древесины, коры сосны, ели, красного дерева и клена, со-

ставляет примерно 10—15 кал/см?. Древесина, окрашенная в тем-
ный цвет, обугливаетс древесины в свет-

зывают за щитное действие.

ИМ, поэтому его иногда
заменяют прозрачными ИЛИ полупрозрачными пластмассами.

В некоторых случаях, чтобы сделать стекло более прочным, слой
из стекла употребляют совместно со слоем из пластмассы анало-
гично тому, как это делается, например, при изготовлении авто-
мобильных ветровых стекол. Прозрачные пластмассы представля-
ют собой обычно органические соединения и поэтому под воздей-
ствием тепла сравнительно легко разлагаются. Однако как было
установлено, многие пластмассы, такие, как бакелит, ацетат, цел-

люлоза, люсит, плексиглас, полиэтилен и тефлон, весьма стойки

ткани раз
ру-
Те тротиловый

лучения обуг-
опорциональ-
чно больших
соответствую-
ться; однако
случае, как
ороткое вре-
ядом другие

ВОЗДЕЙСТИЕ СВЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА РАЗЛИЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ 317

Таблица \1П.6]

Приблизительные количества световой энергии, вызывающие
воспламенение тканей

мжБж®Б А

Материал

20 тыс, т 10 млн. т
м—д_д_о_ододддкдкдк—кдкдкдкдкдкдкдкдкдкдкдкд‚‚ | Юм

Тафта из ацетатной вискозы (вишне-

вого лавыта). = ро сесоьаерРАо Ор А
Хлопчатобумажная синель, постельное
покрывало (светло-синее)........
Ткань, . пропитанная аэролаком, алюми-
низированный ацетат целлюлозы. ....
Хлопчатобумажный муслин, промаслен-
ные оконные шторы (зеленые). .....
Хлопчатобумажная парусина для тентов
ен о ба В К-Ж АЕ
Хлопчатобумажная грубая ткань (ко-
ричНеВая) ео Е опа

Вискозная подкладочная ткань (саржа
Черная) ое И ео,
Хлопчатобумажные шторы (загрязнен-
НыЗОЕЛые) оо ОСИ, РЕ
Хлопчатобумажные простыни неотбе-
ленные, стиранные (кремовые). ....-
Вискозная бельевая ткань (саржа бе-
еВая), о ыю
Вискозный габардин (черный).....
Хлопчатобумажная ткань для рубашек
(КОрИЧНЕВНЯ)” ое ьЕ ое” РЕВ
Спецодежда поношенная (синяя) из
грубой хлопчатобумажной ткани. ....
Хлопчатобумажные и вискозные чехлы
для сидений в автомобилях (темно-синие)
Ацетатный шантунг (черный) ....,.
Драпировка из ацетатного шелка (виш-
невая)...
Занавеси из вискозного маркизета

(светлые) сгудадачьыь сктачые 252098 к
Спецолежда новая из хлопчатобумаж-
ной грубой ткани (синяя)....... .
Хлопчатобумажная обивка сидений

автомобилей (зеленая, коричневая, белая)
Вискозный габардин (золотистый)...
Хлопчатобумажная тесьма для штор

(Ола, о о они $
Шерстяная фланель новая (черная)
Хлопчатобумажный коврик плотный

(коричневый) ..... ооо
Обивка для автомобильных сидений

с хлопчатобумажной основой и шерстя-
ным верхом. (серая) у.е нь.

1 Устойчивого горения материала не

Количество световой энергии,
м ыы

100 2 3
т 8
ще 18 35

270 5 и

| 100 5 9
270 6 и

| 100 2
Е. 7 12
100 15 30
100 8 16
200 3 5
170 7 13
340 8 13
300 8 13
100 9 15
170 9 16
70 9 14
340 9 м
340 9 16
240 9 20
— 16 30
240 8 16
400 16 30
440 161 35!

было,

318 СВЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ И ЕГО ДЕЙСТВИЕ
е е-: ФЬ

Продолжение

Количество световой энергии
вызывающее воспламенение, '

Материая Вес, г/м? кал/см?

20 тыс. т 10 млн. т
—_Ьоц——Ш—Ш—Жж—ж——д_к_—0 к

Покрывало из грубой шерстяной мате-
! рии (серое) зе: ыы. 240 16} 351
Обивка для стульев из ворсистой шер-

сти (вишневая) Е. 45 у 540 16: 351
Шерстяная грубая ворсистая байка | В

длЯ ОВ стульев (светло-коричневая) . 480 16} в 06
} Нейлоновый трикотаж (коричневый). . — 5 10 Бум
| Хлопчатобумажная ткань для матрацев Отд
1 о, о асе — 8 16 Ь
| Холст тяжелый (коричневый) ..... 600 8 16 НОСТЬ
} Прорезиненный брезент для верха авто-
| иоонлей (серый): м сок. и. 680 16! 281

Бу
к воздействию светового излучения. Количество световой энергии, | | С
вызывающее оплавление или потемнение этих материалов, должно в.
составлять по крайней мере 60—70 кал/см?. |

Количество световой энергии, вызывающее воспламенение
различных материалов 5.

УП.65. В связи с вопросом о возникновении пожаров большой
интерес представляет количество световой энергии, вызывающее
воспламенение различных материалов. Изучение этого вопроса про- Кра
водилось как в лабораторных условиях, так и при проведении Е
испытаний ядерного оружия. Хотя результаты этого изучения и не
являются окончательными, однако они дают возможность сделать
общий вывод относительно количества энергии светового излуче-
ния, которое необходимо для того, чтобы вызвать воспламенение
того или иного материала. Данные, приведенные в табл. УП.65, Же
разделены на две части; в первой части таблицы данные относятся |
к предметам домашнего обихода, а во второй — к материалам,
воспламенение которых может вызвать лесной пожар. Очевидно,
вблизи многих зданий имеются также возгораемые материалн, спо- Ц
собные воспламениться под воздействием энергии, величина кото-
рой равна 3 кал/см?.

Любые тканевые изделия домашнего обихода, как правило, вос-

пламеняются при воздействии на них энергии светового излучения <
в количестве 10 кал/см?.

а бой

Устойчивого горения материала не было.

ВОЗДЕЙСТИЕ СВЕЛС ВС УЧЕНИЯ 9
-С ‚ВОГО ИЗЛУЧЕНИ НА РАЗЛИЧ!
Зе ь ы 7 ЛИЧНЫЕ М ИАЛ
< МАТЕР Ы 31

Таблица УП.65

Количеств
о свет
овой энергии, вызывающее воспламенение
различных материалов

——— о аи

Ко.
ры ры |
г/м кал]см* з
НЕОН. еаь.
ое газетной бумаги о : : з : 70 ь ы
16 умага крепованная (зеленая) 35 4 8
16 Отдельный газетный лист ‚.. 70 3 6
=. ыы пачкой (поверх- ь .
1 В ое о И 25
2% ыы подвергавшиеся атмо- ы г
ИНН...
АВВ ГЕЕВ, борта -: ы В
у Хлопчатобумажный обтирочный мате- : ь -
‚ зы (маслянисто-серый)...... — Б 8
ы умага писчая новая (белая). .
—— энергии, Отдельный лист НВ бумаги В е »;
‚ ДОЛЖНО жи Е ЕС О ВИ 35 (* 14
умажной обложке (голубые
головки открытые) 33. пеоделеиь ча — 5 9
Вы губка новая (розовая). 1300 6 10
: ристольский картон трехслойный
менение {емный) геи и ржу. ЕНЛОвОЯ 340 8 15
и. картон трехслойный
. ее Зе о а оо 340 12 2
ов большой ыы в употреблении з
НН ое очи пре а 540 8
ызывающее Крафт-картон с неровными кромками, я
опроса про бывший в употреблении (коричне-
проведении ска те ОИС ока Е — 12 25
и не | оломенный веник (желтый) ..... = 8 И
чения - Сосновая стружка (светло-желтая) — 5 у
в. сделат Жесткая щетка из волокна „Тампико“,
== излуче- р лы употреблении (грязно-жел-
) ТАЯ) отирееще еее еси, теч — 10 20
ие -
‚ламене с Жесткая щетка из волокон „Пельнет-
бл УП: 8 то, а в употреблении (ржа- С
"Сяте оо: ОО О 2 12 25
ВР о, Кожа тонкая (коричневая) . седле, 200 151 30
пера о , Плетение из соломы (старое желтое) 440 16' 33
Ы
(Очеви 2
по’
м, С
пал ото"
ак
ин
0с°
0, В
ВИЛ ини
лу ` При воздействии указанного количества энергии светового излучения

ИЗ ,
воспламенение материала в стойкое горение не переходит.

СВЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ И ЕГО ДЕЙСТВИЕ

Продолжени,

Сухие возгораемые материалы в лесу

О

Количество энергии светового излучения вы
зывающее воспламенение, кал/си?'

Материал
20 тыс. т | 10 млн, т
Сухая гнилая древесина 4 9
Мелкая трава . 5 10
Опавшие листья 6 12
Иглы белой сосны 6 14
Крупная трава. 7 16
Еловые иглы . к Ви и 8 17
Иглы сосны Пондероза, коричневые 8 18

УП.66. Что касается горючих материалов, находящихся в лесу,
то величина энергии светового излучения, вызывающая их воспла-
менение, в значительной степени зависит от количества влаги, со-
держащейся в этих материалах. При составлении таблицы \УП.65
было принято, что листья и трава являются достаточно сухими
поэтому количество энергии, вызывающее их воспламенение, ха-
рактеризуется минимальными величинами. Воспламенение под дей-
ствием светового излучения имеющегося в лесу сухого материала
может явиться причиной возникновения пожара, который затем
может распространиться на другие участки леса.

Зависимость энергии светового излучения от расстояния

\УП.67. Для использования данных таблиц \УП.61 и УП.65
с целью определения расстояний от центра взрыва (при данном
тротиловом эквиваленте ядерного заряда), на которых будет про-
исходить воспламенение того или иного материала, необходимо
установить для данной мощности взрыва зависимость энергии све-
тового излучения от расстояния. График такой зависимости пока-
зан на рис. УП.67; данный график построен в предположении, что
взрывы производятся в достаточно прозрачной атмосфере.

УП.68. Предположим, что необходимо определить расстояние,
на котором можно ожидать возникновения пожаров под воздей-
ствием светового излучения, испускаемого при воздушном взрыве
ядерного заряда с тротиловым эквивалентом 1 млн. т. Количество
энергии светового излучения, вызывающее в средних условиях воз
никновение пожара, может быть определено из табл. \УП.65; из
этой таблицы видно, что эта величина составляет около 5 кал/см?

Далее, отыскав на вертикальной оси (рис. УП.67) точку, соот-
ветствующую тротиловому эквиваленту в | млн. т, проводим из

Тротиловый энвивопент 'в тыс. т

ВОЗДЕЙСТВИЕ СВЕТОВОГО ИЗЛУЧЕ
ИЕ С ГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА РАЗЛИЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ 39]
ЗЛУЧЕН ` МАТЕРИАЛЫ

этой точки горизонтальную линию

г ую ли до пересечения с линией

т | С ь

ветствующей количеству энергии в 5 кал/см?. Руни С ОЕ

как видно из графика, соответствует расстоянию в 16 ее.
т км от цен-

10 000
7080

12 кал/см

Тротиловый энвивапент в тыс.т

1

08 09 054 пы 322 64 161 320 161
Расстояние от иентра взрыво 8 км

количеством энергии светового

у поверхности, расстоянием от
ым эквивалентом

Рис. УН.67. Зависимость между
излучения, падающим на единиц

центра взрыва и тротилов
оянии Могут возникать пожары в ре-
поглощения светового излучения. В том
озрачна, или при назем-

р взрыва. На этом расст
а непосредственного
учае, когда атмосфера недостаточно пр

21 Действие ядерного оружия

_ 2 АЕЕИИНИЙ

322

УЧЕНИЕ И ЕГО ДЕЙСТВИЕ

ном (надводном) взрыве расстояния, полученные из графика, мо-
гут быть уменьшены. Расстояния будут уменьшаться также при
наличии между объектом и центром взрыва слоя плотных облаков
или дыма (см. $ УП.21 и далее).

ДЕЙСТВИЕ СВЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВОВ,
ПРОИЗВЕДЕННЫХ НАД ЯПОНСКИМИ ГОРОДАМИ

Световые ожоги

УП.69. Одним из наиболее существенных результатов ядерных
взрывов, произведенных над японскими городами, явилось пораже-
ние большого числа людей в результате воздействия светового из-
лучения. Положение усугубилось тем, что атмосфера была про-
зрачной и что летняя одежда людей была очень легкой. Подсчи-
тано, что от 20 до 30% людей, погибших в Хиросима и Нагасаки,
умерло от световых ожогов, не считая тех людей, которые постра-
дали от ожогов, возникших в результате пожаров. Ожоги, явив-
шиеся следствием воздействия светового излучения, были зареги-
стрированы в Нагасаки на расстоянии около 4 км от эпицентра
взрыва. На этом расстоянии количество световой энергии, согласно
подсчетам, составляло около 2 кал/см?; в Хиросиме это расстояние
было несколько меньше. Как и следовало ожидать, количество
мгновенных ожогов с увеличением расстояния от центра взрыва
было меньшим.

\П.70. Отличительная особенность ожогов кожи, образовав-
шихся в результате воздействия светового излучения, заключалась
в том, что они ограничивались поверхностью тела, которая была
обращена к центру взрыва. По этой причине такие ожоги иногда
называют «профильными ожогами» (рис. УП.70). Это явление
объясняется тем, что большая часть излучения распространяется
прямолинейно от огненного шара, и поэтому поражались только
те участки, которые находились под прямым воздействием свето-
вого излучения. Примером этого явления может служить такой
случаи: у человека, который сидел за столом у окна и писал, руки
были сильно обожжены, однако лицо и шея, которые ничем не были
закрыты, получили лишь слабые ожоги, так как излучение прохо-
дило через окно под таким углом, что эти части тела частично
находились в тени.

\П.71. Хотя световые ожоги большей частью наблюдались лишь
на обнаженных участках тела, однако были и такие случаи, когда
ожоги образовывались, несмотря на то, что тело было закрыто
одним, а в отдельных случаях и несколькими слоями ткани. Та-
кого рода ожоги наблюдались лишь на небольших расстояниях от
эпицентра взрыва, когда пострадавшие подвергались воздей-
ствию очень большого количества лучистой энергии. Ожоги, явив-
шиеся следствием поглощения излучений одеждой, образовыва-

ДЕЙСТВИЕ СВЕТ. ИЗЛУЧ. ВЗРЫВОВ, ПРОИЗВЕД. НАД ЯПОНСКИМИ ГОРОДАМИ З 93

Рис. УП.70. Световые ожоги, полученные на расстоянии 2 км от эпи-
центра взрыва (защитное действие предметов одежды — часть головы,
покрытая фуражкой, не подверглась действию светового излучения)

Рис. УП.71. Ожоги кожи в местах соприкосновения с одеждой. Защит-
ное действие одежды проявилось на плечах и на спине

21*

Й
324 СВЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ И ЕГО ДЕЙСТВИЕ ро

р

лись, как правило, только в тех местах, на которых ткань очень р

плотно прилегала к коже, например, на локтях и на плечах. Эти Ч

ожоги были вызваны не прямым воздействием светового излуче- [рее

ния, а тепловой энергией сильно нагретой ткани, как это отмеча. ое

лось в $ УП.57. Участки тела, на которых одежда лежала свободно ое

и отделялась:от кожи прослойкой воздуха, как правило, не были ствй

поражены излучением (рис. УП.71). неко

С \УП.72. В Японии было зарегистрировано много случаев, когда чения
У одного и того же человека, носившего одежду из ткани различ.
ной расцветки, ожоги образовывались только в тех местах, кото-
рые прикрывались темными участками ткани, что объяснялось от-

ражением светового излучения светлыми участками ткани. Темные У

Участки ткани поглощали большое количество излучений, нагре- к 803

вались до высоких температур и вследствие этого способствовали ниже)

тельс?

вого

тк

дер

Рис. УИП.72. Ожоги на коже соответствуют темным пят- ы На

нам рисунка кимоно Ко

ИФА ВР 9, оО ИА

—
ЕЕ

ДЕЙСТВИЕ СВЕТ. ИЗЛУЧ, ВЗРЫВОВ, ПРОИЗВЕД. НАД ЯПОНСКИМИ ГОРОДАМИ 95

образованию контактных ожогов (рис. УП.72). В некоторых слу-
чаях верхняя одежда черного цвета воспламенялась, от нее заго-
ралось нижнее белье, и в результате этого ожоги образовывались
вследствие воздействия пламени. Необходимо, однако, помнить, что.
одежда светлого цвета может и не обеспечить защиту от воздей-
ствия светового излучения (см. $ УП.57). Это объясняется тем, что
некоторые светлые материалы пропускают такое количество излу-
чения, которое достаточно для того, чтобы вызвать ожоги.

Другие виды действия светового излучения

УП.73. Помимо воспламенения материалов, приводившего
к возникновению пожаров (о чем дополнительно будет сказано
ниже), в Японии наблюдались и другие явления, которые свиде-
тельствуют о поглощении значительных количеств` энергии свето-
вого излучения. Тканевая обивка мебели и другие предметы из

Рис. УП.73а. Обугливание материала обивки мягкой мебели
в результате действия светового ‘излучения, прошедшего
через окно, при взрыве в Хиросима (1600. м от эпицентра
взрыва)

тканей (рис. УП.7За), деревянные столбы (рис. УП.736), а также
деревья, находившиеся в радиусе, до 3300 м от эпицентра взрыва
в Нагасаки и до 2700 м в Хиросима (в этих зонах ‘минимальное
количество светового излучения/составляло от 3 до 4 кал/см?), если
не уничтожались пожарами, И как правило, ‘обуг-
ливанию. Обугливание происходило с той стороны, которая была,

6 СВЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ И ЕГО ДЕЙСТВИЕ
а

бращена к месту взрыва. В тех местах, где здания, отдель
ны холмы и пр. оказывали экранирующее действие, призна
не воздействия светового излучения не обнаруж
лось.

НЫе
<):
Ива-

воаоздъоь

Фыббь

заре

Рис. УП.736. Обугливание пове

рхности леревянных столбов
в результате действия светового

излучения при ядерном
взрыве в Нагасаки (1800 м от эпицентра взрыва). Нижние

части столбов оказались необугленными вследствие защит-
ного действия заборов

\П.74. Интерёсный случай экранирующего действия преграды
был зарегистрирован в Нагасаки. Верхушки и верхние части ряда

ГР.

ДЕЙСТВИЕ СВЕТ. ИЗЛУЧ. ВЗРЫВОВ, ПРОИЗВЕД. НАД ЯПОНСКИМИ ГОРОДАМИ397

деревянных столбов сильно обуглились, однако обугленный уча-
сток. был резко ограничен тенью, которую создавала стена ея
этом стена была полностью разрушена ударной волной =
которой проявилось после светового излучения. Как указывалось
выше, световое излучение распространяется со скоростью видимого

света, в то время как ударная волна расп
: остраняется гора
медленнее (см. $ 111.14). т вы

Рис. УП.75а. Потемнение асфальтированного покрытия на

мосту в Хиросима под воздействием светового излучения.

Места, оставшиеся светлыми, были защищены перилами

моста. Длина и направление „теней“ указывают на направ-
ление взрыва

\/11.75. Наблюдения за тенями, образовавшимися в результате
экранирования отдельных участков поверхностей некоторыми пред-
метами, находившимися под непосредственным воздействием све-
тового излучения (рис. УП.75а и 6), позволили довольно точно
определить направление на центр взрыва, а изучение таких теней
в различных пунктах вокруг места взрыва дало возможность уста-
новить высоту взрыва. При помощи случайно найденной и четко
выраженной полутени удалось определить диаметр огненного шара

ЗЛУЧЕНИЕ И ЕГО ДЕЙСТВИЕ
ТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ ЦВЕ
____ СВЕТОВОЕ И о.

в тот`момент, когда интенсивность светового излучения была ма.
а ним из поразительных примеров воздействия свето.

УП. о было то, что полированный гранит под непосред.
вого 'излу оздействием излучения стал шероховатым. Это было
ие перев мернаеТИВ расширения кристаллов, из которых
в гранит. Установлено, что для того, чтобы вызвать такой

Рис. УП.756. Краска на газгол
тового излучения при взрыв
чение составляют участки,

ьдере под воздействием све-
ев Хиросима выгорела; исклю-

защищенные вентилем (2100 м
от эпицентра взрыва)

эффект, температура должна была с
600° С. Подобные наблюдения были использованы для определения
максимальной температуры на поверхности земли в момент ядер-
ного взрыва. В $ \11.32 отмечалось, что температура в момент
взрыва была чрезвычайно высокой, в особенности вблизи эпицен-
тра взрыва.

УП.77. Другим примером воздействия светового излучения, ко-

Тбрый оказался весьма ценным для последующих исследований,
было образование пузырей

оставлять по крайней мере

› которая широко используется в Япо-

ичество увеличивались по мере прибли-

жения к месту взрыва. Кроме. того, их характер изменялся также

вт?

=> >
ры
=

ДЕЙСТВИЕ СВЕТ. ИЗЛУЧ. ВЗРЫВОВ, ПРОИЗВЕД. НАД ЯПОНСКИМИ ГОРОДАМИ 399

в зависимости от угла наклона поверхности черепицы. При испы:
тании такой же неповрежденной черепицы в лабораторных усло:
виях было установлено, что аналогичные пузыри образуются в те-
чение четырех секунд после достижения температуры 1800° С, хотя
при этом черепица. разрушается на ббльшую глубину. На основа-
нии полученных результатов испытания было установлено, что при
ядерном взрыве в Японии температура на указанном выше рас-
стоянии превышала 1800° С. Такая температура была в течение
промежутка времени, меньшего, чем 4 секунды.

Рис. \УП.77. Образование пузырей на поверхности кро-
вельной черепицы в результате воздействия светового из-
лучения при взрыве в Хиросима. Левая часть черепицы бы-
ла защищена перекрывающей черепицей (600 м от эпицен-

тра взрыва)

\ 11.78. Разница в поведении светлых и темных тканей при. воз-
действии на них светового излучения ядерных взрывов, произве:
денных в Японии, также представляет значительный интерес. Свет:
лые ткани либо отражают, либо пропускают через себя большую
часть падающего на них светового излучения. По этой причине ко-
личество светового излучения, поглощаемое такими тканями, очень
мало. Это приводит к тому, что светлые ткани не нагреваются до
таких высоких температур, до которых нагреваются темные ткани.
Вследствие того, что температура нагрева темных тканей выше, чем
светлых, степень повреждения их значительно больше. В одном
случае, например, на полосатой мужской рубашке темные полосы
выгорели, в то время как светлые остались неповрежденными
(рис. УП.78). Точно так же лист бумаги, исписанный черными чер-
нилами, находившийся на расстоянии около 2400 м от эпицентра

|

330 СВЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ И ЕГО ДЕЙСТВИЕ

взрыва (5 кал/см?), выгорел

только в тех местах, на которых были
чернила, тогда как остальная часть бумаги почти не по
’

Рис. \1П.78. Светлые
ными, темные полосы

участки ткани остались неповрежден-

в результате действия светового излу-
чения частично обуглились

ЗАЖИГАТЕЛЬНОЕ ДЕЙСТВИЕ

Возникновение пожаров

УП.79. При ядерном вз

рыве пожары могут возникать в основ-
ном по двум причинам. Во-пе

Страдала.

Оптово
хиМИ

Рознич
Жилой,
Мелко!
Делово
Жилой
Крупн

|

м

\

330 СВЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ И ЕГО ДЕЙСТВИЕ

взрыва (5 кал/см?), выгорел только в тех местах, на которых был
чернила, тогда как остальная часть бумаги почти не по
ь

ИИ

Рис. УП.78. Светлые Участки ткани остались неповрежден-
ными, темные полосы в результате действия светового излу-
чения частично обуглились

ЗАЖИГАТЕЛЬНОЕ ДЕЙСТВИЕ

Е Возникновение пожаров

УП.79. При ядерном взрыве пожары могут возникать в основ-
ном по двум причинам. Во-первых, вследствие воспламенения це-
лого ряда материалов (бумаги, мусора, оконных занавесей, тен-
тов над окнами, сухой травы, листьев, стружки и др.), возникаю-
щего в результате непосредственного поглощения ими светового
излучения. Во-вторых, вследствие разрушений, вызываемых удар-
ной волной; в этом случае пожары могут возникать из-за опро-
кидывания печей, короткого замыкания электросетей и поврежде-

ний газовых линий/ Независимо от способа возникновения пожара
его дальнейшее распространение будет определяться количеством
и распределением возгораемых материалов, находящихся вблизи
очага пожара. Поэтому распространение пожаров, сопровождаю-
щих ядерный взрыв, зависит от двух факторов: 1) количества оча-
гов пожара и 2) характера района, в котором возникли эти очаги.

УП.80. Условия, при которых возникают вторичные (или косвен-
ные) пожары, проанализировать трудно; однако имеются некото-
рые особенности, характерные для пожаров, возникающих при не-

СТрадала,

розничной торговли 2
Жилой, ПЛОХО биагоустр
Мелкого производства
Деловой и розничной

Жилой, хорошо, ол;

ЗАЖИГАТЕЛЬНОЕ ДЕЙСТВИВ 331

посредственном воздействии светового излучения. Наиболее важ-
ным фактором является так называемая плотность очагов воспла-
менения. Эта плотность представляет собой количество пунктов
на единице площади, в которых могут находиться возгораемые ма-
териалы, аналогичные тем, о которых говорилось в предыдущем
параграфе. Как правило, эти материалы могут загореться в том
случае, если они окажутся под воздействием энергии светового
излучения, величина которой составляет 3—5 кал/см?. Данные,

————— а —юяю—ы————_—_— жены
Район Количество наружных очагов пожаров на
площади в один акр (0,4 га)

5 10 15 20 25

Оптовой торговли; жилой с очень пло- | | | | |
хими домами (трущобами) |

Розничной торговли Е

Жилой, плохо благоустроенный
Мелкого производства у |
Деловой и розничной торговли |
Жилой, хорошо благоустроенный

Крупного производства в]

Рис. \УП.80. Возможное количество внешних очагов пожаров
для различных районов города

приведенные на рис. УП.80, получены на основе изучения струк-
туры ряда крупных городов Соединенных Штатов. Из этих данных
видно, что количество точек, в которых может произойти воснла-
менение различных материалов, является наибольшим в районах
оптовой торговли и в районах трущоб и наименьшим в хороших
жилых кварталах или крупных промышленных районах !. Во всех
районах наиболее распространенным, легко возгораемым материа-
лом является бумага; исключение составляют деловые районы
с магазинами розничной торговли, где основным источником по-
жаров являются тенты из парусины.

\УП.81. Плотность точек возможного воспламенения дает неко-
торое представление о вероятности возникновения пожаров пря
идеальных условиях погоды. Однако результаты, приведенные на
рис. УП.80, сами по себе не являются достаточными для подсчета
количества крупных пожаров, которые фактически могут возник-

' Типы районов заимствованы из классификации, применяемой американским
бюро переписи.

332 СВЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ И ЕГО ДЕЙСТВИЕ

и ^^

—

нуть при ядерном взрыве. Прежде всего оны: еик = взрыва,
где количество световой энергии ев 9 7 › ПОЧТИ вс
возгораемые материалы будут охвачены пламенем (табл. УП.65).
С другой стороны, на больших расстояниях омеги взрыва заго-
раться будут лишь те материалы, которые особенно легко воспла-
меняются. Кроме того, образование значительного очага пожара,
способного: к дальнейшему распространению, потребует, чтобы по-
близости от этого очага находилось большое количество возгорае-
мого материала; однако последнее не всегда будет иметь место.
УП.82. Скопление возгораемого мусора вблизи деревянной по-
стройки представляет собой реальную угрозу возникновения по-
жара, что было подтверждено при ядерных испытаниях, проведен-

Рис.

о Деревянные дома, построенные для целей испы-

Я перед ядерным взрывом (полигон в штате Невада)

$
покрашена и находилась в хо ошем состоянии
(рис. УП.82, в центре). У -

третьего дома обшивка была в плохом
состоянии и во
УП.83

ЗАЖИГАТЕЛЬНОЕ ДЕЙСТВИВ 333

———-

нут. Дом, находившийся в хорошем состоянии (в центре), с чи:
стым двором, был лишь частично поврежден от действия светового
излучения. Интересно отметить, что поверхности этого деревянного
дома, покрашенные белой краской, под воздействием световой
энергии, количество которой’ составляло примерно 25 кал/см?,
сильно обуглились, но не загорелись (рис. УП.346).

УП.84. В ходе испытаний 1953 г. подтвердилось также большое
значение для противопожарной безопасности огнестойких материа-
лов, применяемых для внутренней отделки домов. Во время испы-

Рис. УП.83. Деревянные дома после воздействия на них
ядерного взрыва

таний два одинаковых по прочности дома (каждый из них имел
окно размером 1,2Ж1,8 м, обращенное в сторону взрыва) подверг-
лись воздействию энергии светового излучения в количестве
17 кал/см?. В одном доме внутренние стены были обиты искус-
ственным шелком, на полу были хлопчатобумажные коврики и на
окнах занавески. Как и ожидалось, этот дом был охвачен пламе-
нем сразу же после взрыва и сгорел полностью. В другом доме для
обивки стен была употреблена виниловая пластмасса, а коврики
и занавески были шерстяными. Хотя огонь вспыхнул во многих
местах, однако пожарная группа, которая вошла в дом через час
после взрыва, сумела ликвидировать пожар.

У11.85. Имеется еше один вопрос, на котором следует остано-
виться в связи с проблемой возникновения пожаров под воздей-
ствием светового излучения. Речь идет о том, возможно ли туше-
ние пламени, появившегося от воздействия светового излучения,

аб иницы тай

334 СВЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ И ЕГО ДЕЙСТВИЕ

ударной волной, образующейся при ядерном сея Г пред-
полагалось, что некоторые факты, наблюдавшиеся в Японии, дают
положительный ответ на этот вопрос (см. $ УП.92). Однако такие
случаи были исключительно редкими. При изучении этого вопроса
были использованы как результаты ядерных взрывов в Японии,
так и результаты различных ядерных испытаний, и общий вывод,
который был сделан на основе полученных материалов, состоит
в том, что воздушная ударная волна пламени почти не сбивает
(см. $ УП.93).

Распространение пожаров

УП.86. Распространение пожаров в городе зависит от многих
факторов, например от условий погоды, характера местности, плот-
ности застройки и огнестойкости конструкций зданий. Однако де-
тальное изучение крупных пожаров показало, что при всех про-
чих более или менее одинаковых условиях наиболее важным кри-
терием, определяющим вероятность распространения пожаров
в данном районе, является расстояние между зданиями. Из об-
щего рассмотрения этого вопроса следует, что чем меньше плот-
ность застройки данного района, тем меньше вероятность распро-
странения огня от одной постройки к другой. Кроме того, чем
больше расстояние между зданиями, тем больше имеется возмож-
ностей ликвидировать пожар.

УП.87. Кривая, показанная на рис. УП.87, дает некоторое пред-
ставление об изменении вероятности распространения огня, выра-
женной в процентах, в зависимости от среднего расстояния между
зданиями в городе. На эту зависимость оказывают влияние типы
построек (их огнестойкость), а также размеры разрушений, вызы-
ваемых ударной волной (см. $ УП. 79). Следует отметить, что дан-
ные, приведенные на рис. УП.87, относятся к такому случаю, когда
в результате непосредственного воздействия светового излучения

и других косвенных причин имеет место возникновение большого
количества небольших очагов огня.

УП.88. Большие лесные пожары

зультатом начального воспламенения
хого гнилого дерева

являются, как правило, ре-
сухих листьев, травы и су-

ность способствуют развитию
лесных пожаров. Как правило, лиственный лес, в особенности,

ы Л загораться не так быстро и
ореть будет с меньшей интенсивностью, чем хвойный. Зеленые

ревьев будут экранировать световое излучение,
о очагов пожара в лесу может быть меньшим,
азаться на первый взгляд.

поэтому количеств
чем это может пок

м.

ЗАЖИГАТЕЛЬНОЕ ДЕЙСТВИЕ ВЗРЫВОВ, ПРОИЗВЕДЕННЫХ В ЯПОНИИ 335

=
5

80

50

20

Вероятность распространения оеня Ро

0 15 30 45 60 15 90
Расстояние между зданиями 8 м

Рис. УП.87. Вероятность распространения пожаров в зави-
симости от среднего расстояния между зданиями в городе

ЗАЖИГАТЕЛЬНОЕ ДЕЙСТВИЕ ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВОВ, ПРОИЗВЕДЕННЫХ
В ЯПОНИИ

Ядерная бомба как зажигательное оружие

\ 11.89. Зажигательное действие ядерного взрыва не отличается
какими-то чрезвычайными особенностями. В принципе тот же са-
мый общий результат (с точки зрения характера разрушения огнем
и ударной волной) может быть достигнут при применении обычных
зажигательных и фугасных бомб. Подсчитано, например, что
ущерб, причиненный в Хиросима пожарами, можно было бы полу-
чить, сбросив на город около 1000 т зажигательных бомб (при рав-
номерном распределении их по всему городу). Однако ясно, что,
поскольку разрушение города было вызвано действием единствен-
ной ядерной бомбы с тротиловым эквивалентом всего лишь
в 20 тыс. т, ядерное оружие в состоянии причинять огромные раз-
рушения огнем, как и ударной волной.

\УП.90. При ядерных взрывах в Японии были зафиксированы
факты, которые свидетельствуют о том, что разрушения, связан-
ные с пожарами, вызываемыми световым излучением, зависят от
характера местности и метеорологических условий гораздо больше,
чем разрушения, вызываемые ударной волной. Как в Хиросима,
так ив Нагасаки радиусы зон разрушений, вызываемых действием
ударной волны, были примерно одинаковыми. Однако радиусы
зон, в которых проявлялось зажигательное действие светового из-

336 СВЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ И ЕГО ДЕЙСТВИЕ

лучения, были совершенно разными: В Хиросима, например, вели.
’ н ^

чина общей площади, сильно пострадавшей от огня (около 11,4 км?),

была примерно в 4 раза больше, чем в Нагасаки. Одна из причин

этого заключалась в том, что местность в районе Нагасаки была
более холмистой, чем в районе Хиросима. Масштабы разрушений
в Нагасаки можно было бы, вероятно, увеличить путем изменения
положения центра взрыва. Тем не менее важным фактором, опре-
делившим масштабы этих разрушений, было различие в характере
местности и связанной с ним. плотности застройки. Хиросима на-
ходится на относительно ровной местности, и плотность застройки
в этом городе очень большая, в то время как в Нагасаки в районе
эпицентра взрыва находилась холмистая часть города, где по-
строек было очень мало.

Возникновение и распространение пожаров в Японии

УП.91. По результатам наблюдений, произведенных в Японии,
было установлено, что при воздействии светового излучения тон-
кая темная хлопчатобумажная ткань, которая широко применя-
лась во время войны для изготовления светомаскировочных штор,
тонкая бумага и сухое гнилое дерево воспламенялись на расстоя-
нии до | км от эпицентра взрыва. Количество световой энергии на
этом расстоянии составляло примерно 35 кал/см?. Был известен
факт, когда загорелась крыша дома, находившегося на большем
расстоянии. Возможно, что в отдельных местах причиной возник-
новения пожаров было чрезмерное увеличение количества излуче-
ния вследствие отражения, рассеяния и фокусирования. Это явле-
ние иллюстрирует рис. УП.91.

Тони,
1Я ТОН-
именя-
`Штор,
1сстоя-
гии на
вестен
тъшем
ЗНиК-

луче-

явле-

ЗАЖИГАТЕЛЬНОЕ ДВИСТВИЕ ВЗРЫВОВ; ПРОИЗВЕДЕННЫХ В ЯПОНИИ 337

Рис. \11.91. Верхняя ‘часть деревянного столба под действием
светового излучения при ‘взрыве в Хиросима сгорела (2000 м
от эпицентра взрыва); другие объекты в непосредственной
близости т столба не ‘были подожжены. Ближайший сго-
ревший дом был на удалении 110 м

22 Цействие ядерного оружия

338 СВЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ И ЕГО ДЕЙСТВИЕ

оказывалась недостаточно высокой для ее воспламенения (см.
$ УП.34). Было зарегистрировано много случаев, когда гнилая
древесина и стружка сгорали полностью; ударная волна в этих
случаях большого влияния на пламя не оказывала. ›

\УП.94. Очень трудно установить, в какой мере действие свето-
вого излучения являлось непосредственной причиной возникнове-
ния пожаров при ядерных взрывах в Японии. Возможно, что на
расстоянии, равном примерно 1,6 км от эпицентра, некоторые по-
жары возникали под влиянием вторичных факторов, таких, как
опрокидывание печей, короткое замыкание электросетей, поврежде-
ний газопроводов и т. д., которые являлись прямым следствием
воздействия ударной волны. Некоторые пожары на промышленных
предприятиях возникли из-за опрокидывания производственных
печей и котлов или в результате того, что стены и перекрытия зда-
ний под воздействием ударной волны. обрушивались на них.

\УП.95. После начала пожаров их дальнейшее распространение
обусловливалось влиянием некоторых факторов, непосредственно
связанных с разрушениями, вызываемыми ударной волной ядер-
ного взрыва. Так, например, вследствие того, что действие ударной
волны вызвало разрушение окон, выбивание или повреждение ме-
таллических жалюзи (рис. УП.95), срывание крыш и стеновых па-

Рис. УП.95. Металлические жалюзи в результате действия

ударной волны при взрыве в Хиросима (около 900 м от эпи-

центра взрыва) были сорваны и отброшены внутрь помеще-

ния либо повреждены (жалюзи в центре фотоснимка были

смещены наружу ударной волной, проникшей внутрь по-
мещения)

ров, чт
времен:
не име
риалы.
ЛИСЬ Н:
несколЕ
предот!
здани

остранение
‘Редственно
ной ядер-
ие ударной
ждение ме-
еновых па-

ЗАЖИГАТЕЛЬНОЕ ДЕЙСТВИЕ ВЗРЫВОВ, ПРОИЗВЕДЕННЫХ в японии 339

нелей, а также обрушение стен и крыш, многие здания стали бо.
лее уязвимыми для огня. Распространение пожаров внутри огне-
стойких зданий во многих случаях облегчалось разрушением лест-
ниц, лифтов, брандмауэров, противопожарных перегородок, а так-
же из-за обрушения междуэтажных перекрытий и перегородок
(рис. ГУ.85г).

УП.96. С другой стороны, объятые пожаром деревянные здания
после обрушения, вызываемого действием ударной волны, горели
не столь интенсивно, как это было бы в том случае, если бы они
остались целыми. Обломки огнестойких конструкций во многих
случаях закрывали горючие материалы и препятствовали их го-
рению. Все это не позволяет установить, являлось ли действие
ударной волны благоприятствующим или препятствующим факто-
ром при распространении пожаров в Хиросима и Нагасаки.

УП.97. Хотя в японских городах постройки и разделялись в от-
дельных случаях реками, дорогами и незастроенными участками,
однако это обстоятельство мало мешало распространению пожа-
ров, что объяснялось тем, что пожары очень часто возникали одно-
временно по обе стороны реки или дороги и поэтому последние
не имели существенного значения. Кроме того, горевшие мате-
риалы в результате действия ударной волны часто перебрасыва-
лись на большие расстояния. Тем не менее было зафиксировано
несколько случаев, когда интервалы между постройками помогли
предотвратить возникновение пожаров в некоторых огнестойких
зданиях.

\УП.98. Одной из важных особенностей применения ядерных
бомб в Японии являлось то, что в обширном районе вследствие
разрушений, вызванных ударной волной, пожарная служба была
полностью выведена из строя. Правда, с точки зрения американ-
ских требований организация пожарной службы и качество проти-
вопожарной техники были плохими, однако пожарная служба
вряд ли смогла бы сделать больще даже в том случае, если бы
качество пожарных команд было лучше. В Хиросима, например,
в результате разрушений пожарных депо было уничтожено 70%
противопожарного оборудования и около 80% личного состава не
могло принять участия в тушении пожаров. Даже в том случае,
если бы люди и машины не пострадали от действия ударной
волны, они все равно не смогли бы ничего сделать, так как к оча-
гам пожаров нельзя было приблизиться из-за того, что улицы
были завалены обломками.

По этой причине, а также из опасения быть заваленными по-
жарные команды, находившиеся в Нагасаки в уцелевших районах,
были не в состоянии приблизиться к эпицентру взрыва ближе чем
на 2000 м. Поэтому почти все здания, находившиеся в зоне
с этим радиусом, оказались уничтоженными.

УП.99. Другим фактором, который привел к увеличению раз-
рушений, вызванных действием огня, как в Хиросима, так и в На-

22*

340 СВЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ. И ЕГО ДЕЙСТВИВ

ный

гасаки, был выход из строя системы водоснабжения. Насосные
станции сильно не пострадали, однако серьезно были повреждены
распределительные и магистральные трубопроводы, в результате
чего произошла утечка’ воды и снизилось ее давление. Ббльшая
часть водопроводных линий, проложенных в зданиях, была разру-
шена обломками, образовавшимися при разрушении этих зданий,
а также вследствие расплавления труб под воздействием огня,
Некоторые проложенные под землей водопроводные магистрали
также были выведены из строя, а другие оказались разрушенными

из-за обвала или деформации мостов, по ‘которым они были про-
ложены ($ [У.113).

«Огненный шторм» в Хиросима

УП.100. Примерно через 20 минут после взрыва ядерной бомбы
в Хиросима наблюдалось явление, известное под названием «огнен-
ного шторма». Огненный шторм представлял собой совокупность
воздушных потоков (ветров), двигавшихся с большой скоростью
к центру горевшего района. Скорость этих ветров достигла макси-
мальной величины, равной 50—65 км/час, и оставалась на таком
уровне в течение двух — трех часов после взрыва; затем примерно
через 6 часов эта скорость уменьшилась до величины, соответ-
ствующей слабому или умеренному ветру, и одновременно при

этом изменилось и направление ветра: Ветер сопровождался пере-
межающимся дождем, небольшим над
сильным на

ре после взрыва. Однако при этом не-
обходимо отметить, что в рез

ультате действия огненного шторма
все возгораемые материалы, находившиес

я в этом районе, были
в конечном счете уничтожены огнем.

УП.101. Следует отметить, что огненный шторм отнюдь не
является особенностью, характерной только для взрыва ядерной
бомбы. Аналогичные огненные штормы имели место при больших
лесных пожарах в США и особенно в Германии и Японии во время
второй мировой войны после

воздушных налетов, сопровождав-
шихся сбрасыванием зажигательных бомб. Сильный ветер, на-
правленный к центру пожара, является результатом образования

тяги над горящим районом. Эта тяга представляет собой направ-
ленные вверх потоки сильно нагретого воздуха и отличается от
обычной тяги в дымовой трубе только гораздо ббльшей силой.
Дождь, сопровождавший огненный шторм, очевидно, являлся

ОЙ бомбы
и «огнен-
купность
коростью
а макси-
ча таком
тримерно
соответ-
нно при
ся пере-
и более

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ДЕЙСТВИЯ СВЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ 341

следствием конденсаций влаги натвердых частицах, поднимавших-
ся из огня, при их попадании в область более холодного воздуха.

УП.102. Образование огненного шторма зависит от условий, су-
ществующих в данном районе во время возникновения пожара.
Так, например, в Нагасаки огненного шторма не было, хотя спустя
некоторое время после начала пожара скорость юго-западного
ветра между холмами возросла до 55 км/час, причем ветер такой
силы продолжал дуть в течение двух часов после взрыва. При-
мерно через 7 часов после взрыва направление ветра изменилось
на восточное, а его скорость уменьшилась до 15—25 км/час. Такой
характер ветров, несомненно, ограничивал распространение огня
в тех направлениях, с которых эти ветры дули. Количество по-
строек, оказавшихся в зоне огня в длинной узкой лощине, проходя-
щей через Нагасаки, по-видимому, было недостаточным для воз-
никновения огненного шторма. В Хиросима же, ввиду того что на
ровной местности находилось много зданий, условия для образова-
ния огненного шторма оказались благоприятными.

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ РАСПРОСТРАНЕНИЯ И ДЕЙСТВИЯ
СВЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ !

Распределение энергии по спектру излучения, испускаемого
огненным ‘шаром

\У1П.103. Если предположить, что огненный шар, образующийся
при ядерном взрыве, подобно Солнцу, ведет себя как абсолютно
черное тело, т. е. как совершенный излучатель, то распределение
энергии по спектру светового излучения в зависимости от темпе-
ратуры поверхности огненного шара может быть охарактеризовано
с помощью известного уравнения Планка. Если через Ё‚ АХ обозна-
чить плотность энергии, то есть количество световой энергии, прихо-
дящейся на единицу объема в интервале длин волн от А до ^-НаХ, то

1
М. Е (\1.103.1)

о еепет — 1,

где с — скорость света;
й — постоянная Планка; ‘ }
Е — постоянная Больцмана, то есть газовая постоянная, отне-
сенная к одной молекуле;
Т — абсолютная температура.

\УП.104. На основе уравнения Планка можно определить плот-
ность энергии светового излучения, испускаемого при ядерном
взрыве, для всех длин волн при любой температуре. Результаты,
полученные расчетным путем для нескольких значений температур,

1 Этот раздел при ‘чтении ‘данной Главы может быть ‘опущен.

СВЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ И ЕГО ДЕЙСТВИЕ

342

—

приведены на кривых, показанных на рис. УП.104. Из рисунка
видно, что при температурах, превышающих примерно 8000° К, ко.
торые создаются в первом импульсе светового излучения (т, е
до достижения первого температурного минимума), большая
часть световой энергии, испускаемой огненным шаром ', приходится

1 = =

<

5

$

сои

> №

&

8 Ш

= 10-3 Е

5

Пя

> 149

>

& Шд

Е

е 16-* +

Е +

5 >

© вт

Е Ва

З 8+

5 0-5 | =
: ЕЕ

5000 10000 — 15000 20000 25000 30000

Длина волны (д) | тен

Ч
Рис. УП.104. Зависимость плотности энергии, приходящейся о
на единицу длины волны светового излучения, от длины волн ад
этого излучения при различных температурах Зан С

! Общий световой
импульс ядерного взрыва состоит из

двух импульсов све- же
ыы я В первом импульсе количество световой ты пуокаемое а
Ром, составляет всего 1% от общего количества световой энергии, 83 к
и за весь период существования огненного шара. (Прим. перев.) оком
пере)

Е

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ДЕЙСТВИЯ СВ

ЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ 343

на а спектра с короткими длинами волн (ультрафиолетовых
волн).

\УП.105. Как видно из графика, приведенного на рис. УП.104
с уменьшением температуры абсолютно черного излучателя длина
волны, при которой плотность энергии является максимальной, пе-
ремещается вправо, т. е. в область более длинных волн. Выраже-
ние для определения длины волны ^„, которой соответствует макси-
мальная плотность энергии, может быть получено путем диффе-
ренцирования уравнения (\УП.103.1) по длине волны и приравни-
вания полученного результата к нулю. Тогда получаем
„=, (\1.105.1)

где Д — константа, равная 0,2897 ангстрем- град. К. Отсюда
следует, что длина волны при максимальной плотности энергии
является величиной, обратно пропорциональной абсолютной темпе-
ратуре.

\1П.106. Зная величину А, можно рассчитать, что максимальная
плотность энергии светового излучения приходится на видимую
область спектра при температуре примерно 7600° К. Эта темпера-
тура приближается к максимальной температуре поверхности
огненного шара после прохождения минимума, то есть во время
образования второго импульса оветового излучения (рис. П.92).
Поскольку температура не превышает 7600° К, а в среднем она
даже меньше этой величины, очевидно, что большая часть лучи-
стой энергии, испускаемой за время образования второго импульса,
состоит из видимых и инфракрасных лучей и лишь очень неболь-
шое количество лучей приходится на ультрафиолетовую область
спектра.

Энергия светового излучения, испускаемого огненным шаром

\11.107. Для разрешения практических задач общая скорость
испускания энергии светового излучения огненным шаром! имеет
более важное значение, чем распределение плотности излучения
по его спектру. Согласно закону Стефана — Больцмана поток (или
интенсивность) лучистой энергии Ф, представляющии собой коли-
чество энергии, испускаемое в течение одной секунды с одного
квадратного сантиметра поверхности абсолютно черного тела, свя-
зан с его абсолютной температурой Т следующим уравнением:

Ф— от, (\1.107.1)

и светового излучения при ядерном
энергии светового излучения, испу-
хности в единицу времени. (Прим.

1 Общая скорость испускания энерги
взрыве представляет собой общее количество
скаемое огненным шаром со всей его повер
перев.).

344 СВЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ И ЕГО ДЕЙСТВИЕ

еличина Ф может быть также по-
ения Планка (УП.103.1) при по-
ин волн от 0-до беско-

где с — постоянная величина. В
лучена путем интегрирования уравн
стоянной температуре во всем диапазоне дл
нечности. Тогда будет найдено, что р
Эла = ка.
ть 1,38.10—12 сисек. градакК °

Определив значение <, можно легко рассчитать величину общей
интенсивности лучистой энергии, испускаемой огненным шаром при
‘любой заданной температуре, при условии, что огненный шар ведет
себя как абсолютно черное`тело. ьм :

\У1П.108. Согласно уравнению (\УП.107.1) интенсивность излу-
чения, испускаемого огненным шаром, при любой температуре про-
порциональна четвертой степени этой температуры в градусах
Кельвина. Так как за время образования первого импульса свето-
вого излучения температура поверхности огненного шара является
очень высокой, то и интенсивность испускания лучистой энергии,
главным образом в ультрафиолетовой области спектра, также бу-
дет большой. Однако поскольку продолжительность первого им-
пульса излучений мала, то и общее количество энергии, испускае-
мой огненным шаром за это время, будет также относительно не-
большим. Во всяком случае, большая доля энергии светового излу-
чения, испускаемая огненным шаром за время образования первого
импульса, поглощается или рассеивается атмосферой до того, как
это излучение пройдет значительное расстояние от огненного шара.

\УП.109. Из определения потока (интенсивности) излучения, ко-
торое было дано в $ УП.107, следует, что общая скорость испуска-
ния лучистой энергии огненным шаром может быть получена пу-
тем умножения величины интенсивности светового излучения, опре-
деляемой из уравнения (УП.107.1), на площадь огненного шара.
Если А представляет собой радиус огненного шара, то величина
его. поверхности составляет 4*К? и, следовательно, общая скорость
испускания лучистой энергии будет равна сТ*-4«Ю?. Эта величина
м не что иное, как общую мощность светового

, У мощность определяется как скорость образо-

вания ти расхода энергии). Если это произведение обозначить
через г, то после подстановки: значения с получим

Р= 4жоТ*Ю? — 171. 10-74 кал[сек,

где Т — температура в градусах Кельвина;
К — радиус огненного шара в сантиметрах.

Если радиус Ю измеряется в метр Хх, т т Г ›иоб
Л м а о это в е
‚ ыражени

Р= 1,71 . 10-"Т*В? кал/сек. (\1.109.1)

\П.110. Результаты многочисленных ядерных испытаний пока-
зывают, что огненный шар фактически не является абсолютно чер-

__

|‚ испускае-
ительно не-
ОВОГО Излу-
тия первого
о ТОГО, как
‚ного шара.
учения, ко-

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ДЕЙСТВИЯ СВЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ 345

ным телом, т. е. ведет себя не как совершенный излучатель. Это
объясняется рядом факторов. Прежде всего температура поверх-
ности огненного шара во время первого импульса излучения непре-
рывно изменяется вследствие воздействия на него непосредственно
окружающего воздуха; в последующее время температура огнен-
ного шара не определяется состоянием его поверхности, а является
результатом влияния излучений, исходящих из внутренней части
огненного шара. Радиус огненного шара за время образования
второго импульса светового излучения определить очень трудно, так
как поверхность светящегося огненного шара в этот период стано-
вится очень расплывчатой.

Поскольку радиус и температура поверхности огненного шара
зависят от тротилового эквивалента, то для каждой мощности
взрыва будет существовать различная зависимость между этими
величинами. Однако, используя закон подобия, можно построить
кривую, позволяющую производить для второго ‘импульса излуче-
ния расчет количества световой энергии, испускаемой при различ-
ных тротиловых эквивалентах ядерного взрыва.

УП.111. Для взрыва ядерного заряда с любым тротиловым эк-
вивалентом мощность светового излучения Р является в действи-
тельности функцией времени. Однако вместо того, чтобы каждый
раз строить график зависимости Рот & можно построить кривую
зависимости ‘между приведенной мощностью светового излучения,

С а р
представляющей собой отношение "Рий и приведенным’ временем,
тах

Е
которое выражается через отношение тж где Р ах— величина

максимальной мощности светового излучения, собтветствующая

температурному максимуму во ‘втором импульсе излучения,

аё„-— время, в течение которого этот максимум достигается.
Г ры

График зависимости р. И:

ордината). Этот график пригоден для любого ядерного взрыва не-

зависимо от его. тротилового. эквивалента.

\1П.112. Для того чтобы кривая зависимости мощности свето-
вого излучения.от времени стала пригодной для любого взрыва с
заданным тротиловым эквивалентом, необходимо знать соответ-
ствующие величины Ри И #„«.Эти величины связаны с тротило-
вым эквивалентом взрыва , выраженным в тыс. т, следующим
образом:

показан на рис. УПЛИ! (левая

у. 1/2 тыс. т
Р„х =4 сек

Е = 0,032"? сек.
шах

Применение этих уравнений показано ниже на примере.

СВЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ И ЕГО ДЕЙСТВИЕ 3

веде!
И
до
мом
ти
р _
оби
-® >”
хе
У
05° свет
о 5 врем
ы А
$
3 р
Е
:“ м Ут
© %
—- 3
$5 >
ЗЕ 6 60 >
25 5
с з
[1-3
58 3
ль 403 о
5 3
Е НЫ
о з
< 02 205
з ©
= з
Е
3
!] 2 8 6 8 0 3
Приведенное время (&
р рем ( я) 500
Рис. \1.111. Зависимость приведенной мощности све- Е
е
тового излучения ты и доли энергии, выделившейся огн
в виде светового излучения т ‚› от приведенного
ь общ , Ста
времени ‚— для второго импульса излучення Вре
тах
Ни.
В

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ДЕЙСТВИЯ СВЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ 347

Кривые, показанные на рис. УП.111, выражают зависимость при-
веденной мощности светового и е.
д злучения -> — (левая ордината) и

тах

доли световой энергии, излученной огненным шаром к данном
моменту времени, относительно общего количества световой ет
гии, испускаемой за все время существования огненного шара

‚ выраженной в процентах (правая ордината), от приведен-

Еобщ
{
ного времени Е представляе й
т (Е пред т собой суммарное количество
световой энергии, излученной огненным шаром к данному моменту
времени №.

Метод расчета. Чтобы применить данные, получаемые из
рис. УП.111, к взрыву, тротиловый эквивалент которого составляет
\Й тыс. т, следует использовать следующие выражения:

сы 1/2 тыс.т,
ВЕ

== сек
нах == 0,032"? сек;
Е № тыс. т,

где #нах— время после взрыва, в течение которого достигается тем-
пературный максимум во втором импульсе светового
излучения;

Р.а‹ — максимальная мощность (скорость) испускания световой
энергии огненным шаром, наблюдающаяся в момент вре-
мени #лах;

Е щ— общее количество световой энергии, испускаемой огнен-
ным шаром за все время его существования.

Пример. Дано: тротиловый эквивалент ядерного взрыва —

500 тыс. т.

Определить: а) мощность (скорость) испускания световой
энергии, 6) количество энергии светового излучения, испускаемого
огненным шаром через 2 секунды после взрыва.

Решение: Так как \ равно 500 тыс. т, то величина Й: со-
ставляет 22,4; тогда нах —0.032Ж22,4=0,72 секунды, а приведенное

время для о секунд после взрыва составит
20—08

Г 0,72
й

тах
тах

а) Из рис. УП. по величине т

— 2,8 находим, что значе-

ние —4Ж22,4=90 тыс. т/сек, то

= составляет 0,26, а так какРи ах
Р—02690—03 тыс. т/сек = 23101? кал/сек.

6) По величине приведенного времени, равной 2,8, из о И
определяем, что величина ри = 8% == 0,58, так как овщ==-^3— ==
= 167 тыс. т, следовательно, Е==0,58Ж167=97 тыс. т=97Ж 10 кал.

348 СВЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ И ЕГО ДЕЙСТВИЕ

пре варые
й спускаем
\П.113. Количество световой энергии Е, ис ке —. огненным ста ‚ рой
шаром до определенного момента времени, мо и ределить пу. ож
Й под крив ВИСИМосСТи д
твующей площади де :
тем измерения соответс р ива
й менем. Результаты таких вычи.
Рот &, ограниченной заданным вре _ я . взр
ь ‹ й зависимости = к ь
слений представлены в виде кривон з ЕЕ а 3

второй кривой на.рис. УП. (правая ордината). Величина ны
представляет собой общую энергию светового излучения, испускае-

; |
| мую огненным шаром за все время излучения; эта величина свя- У
зана с тротиловым эквивалентом в тыс. т следующим выраже- светово |
нием: : Е пием Е
1 в данно
Еовщ (тыс. Т) = 5. И. (\У1.113.1) мисявт
лить Ве
. степень !
Это соотношение получено на основе многих измерений, про- м
изводившихся при ядерных испытаниях. Приведенное уравнение дузевнй
позволяет определить общее количество световой энергии, выра- =. Ва]
женное в тыс. т тротилового эквивалента. В. том случае, если коли-

чество световой энергии необходимо выразить в калориях, резуль-
тат, получившийся. из. уравнения .УП.113,1, следует умножить
на 1012. р : :

\УП.114. Кривые, показанные на рис. УП.111, имеют некоторые
особенности, представляющие специальный интерес. Как-и следо-
вало ожидать, во втором импульсе излучения мощность светового
излучения (или скорость испускания огненным шаром лучистой и
энергии) так же, как и температура, возрастает. до максимума.
Однако поскольку мощность светового излучения пропорциональна
абсолютной температуре в четвертой степени, то из этого следует,
что величина этой мощности увеличивается или уменьшается зна-
чительно быстрее, чем температура. Этим, собственно, и объяс-

няется резкое повышение до максимума отношения

можно наблюдать на г
После достижения макси
шается менее резко. По

Е ‚ которое
тах

рафике, изображенном. на рис. УПИ.

мального значения это отношение умень-

мере охлаждения огненного шара кривая

Р
р от времени становится все более плавной.

тах

зависимости

\УП.115. С точки зрения защиты от действия светового излуче-
ния путем укрытия за преграду важной величиной является Йа,
так как мощность светового излучения, испускаемого огненным
шаром в этот момент, имеет максимальное значение. Из соотноше-
ния,, приведенного в $ УП.112, видно, что ах Возрастает пропор-
ционально корню квадратному из тротилового эквивалента взрыва.
Таким образом, для взрыва мощностью’ 10-тыс. т. „„х Равно при-

мерно 0,1 секунды, а для взрыва ‘мощностью 10 млн т это время

1.131)

НИЙ, про-
равнение
и, выра-
„ЛИ КОЛИ-
‚ резуль-
МНОЖиТЬ

которые
{ следо-
етового
учистой
И мум а.
нальна

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ДЕЙСТВИЯ СВЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ 349

превышает 3 секунды. Таким образом, на тех расстояниях от ме-
ста взрыва, на которых могут образовываться серьезные ожоги
кожи, попытка наити укрытие от действия светового излучения бу-
дет тем успешнее, чем большее значение будет иметь мощность
взрыва.

Зависимость между количеством световой энергии
и расстоянием

\УП.116. Рассмотрим зависимость между общим количеством
световой энергии (в кал/см?), падающей на объект, и расстоя-
нием от этого объекта до центра взрыва. Как указывалось выше
в данной главе, такая зависимость вместе с данными, содержащи-
мися в таблицах УП.45, УП.61 и УП.65, дает возможность опреде-
лить вероятные расстояния; на которых возможна та или иная
степень поражения световым излучением.

\УП.117. Если бы при распространенимн в атмосфере световое из-
лучение не ослаблялось, общее количество световой энергии Ёобщ
на расстоянии Д от центра взрыва распределялось бы равномерно

10 т г< 9 > > 5 азия 1
0,9 |
= |
Е 08 -
$
5
55
3 |
в 07
с
с
[-]
Я
8 05
0,5
0,4

322 ба 9,56 1288 161 19,590

Расстояние от центре взрыва вм ..т.

проводимости светового
. 1.118. Зависимость общей

я испускаемого абсолютно черным телом при тем-
000°К от расстояния при дальности видимости
нтрации водяных паров в атмосфере 10 г/м

излучения,
пературе 6
16 км и конце

=
|=]
>

=
[=]

=
5

=
[|]

=
Энергия светового излучения 8 кал/см?

-

Энергия светового излучения 8 кол/см*

} энерг
| НОСТЬ
| 4 0,004 свето
мощ
} 0,002 =

16 32 64 18 3202 о

Расстояние от центра взрыва 8 км

1
016° 0,32

Рис. \УП.119. Зависимость между количеством энергии све-
тового излучения, падающей на единицу площади, и рас-
стоянием от центра воздушного взрыва (для тротилового
эквивалента 1 тыс. т и дальности видимости от 3 до 80 км)

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ДЕЙСТВИЯ СВЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ 351

График, изображенный на рис. \УП.119, который для удобства
его использования состоит из двух частей, показывает зависимость
количества энергии светового излучения в кал/см?, получаемой объ-
ектами, от‘расстояний от центра воздушного взрыва для тротило-
вого эквивалента | тыс. т и дальности видимости от 3 до 80 км.

Метод расчета. Количество световой энергии, полученной на
любом заданном расстоянии от центра ядерного взрыва мощностью
\\ тыс. т, в Я раз больше количества световой энергии, полученной
на том же расстоянии при взрыве ядерной бомбы с тротиловым
эквивалентом | тыс. 7.

Пример. Дано: тротиловый эквивалент воздушного взрыва со-
ставляет 100 тыс. т; дальность видимости — 16 км.

Определить количество световой энергии, полученной на рас-
стоянии 4,8 км от центра взрыва. :

Решение: Из графика определяем, что количество световой
энергии, полученной на расстоянии 4,8 км от центра взрыва мощ-
ностью 1 тыс. т, составляет 0,08 кал/см?. Следовательно, количество
световой энергии, полученной на расстоянии 4,8 км от центра взрыва
мощностью 100 тыс. т, составит 100%0,08 = 8 кал/см?.

О

352 СВЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ И ЁГО ДРИСТВИЕ

по поверхности сферы, площадь которой составляет 4*2?. Если бы
в атмосфере происходило ослабление излучения, обусловленное
только поглощением, эту величину Ёощ Необходимо было бы умно-

жить на коэффициент е *?, где Ё представляет собой коэффициент
поглощения; взятый в качестве средней величины для всех длин
волн спектра излучения. При этих условиях количество световой
энергии ©, получаемое единицей площади объекта на расстоя-

нии О от центра взрыва, составляет

ча Еобщ ›„-#О
а 8

1
Согласно равенству УП.113 Рвщ составляет =. 10:2 кал, где

И — тротиловый эквивалент в тыс т. Подставив ‘вместо общ его
значение, приведенное выше, получим” выражение

где р — расстояние от центра взрыва в сантиметрах:

УП.118. Необходимо учитывать, что в атмосфере происходит не
только поглощение излучения, но и.его рассеяние, поэтому ко-
эффициент А не является постоянной величиной, а представляет
собой функцию расстояния; в этом случае учитывать ослабление
светового излучения посредством экспоненциального множителя

неудобно. Гораздо более удобным оказалось следующее выраже-
ние

9 = Тура кале, (\1.181)

где Т — проводимость, представляющая собой ту долю излучения,
которая достигает расстояния Ш). Величина этой доли является
сложной функцией дальности видимости (рассеяния), поглоще-
ния и расстояния. Кривая изменения величины Т в зависимости от
расстояния от центра взрыва показана на рис. УП.118. Эта кривая
была построена для случая, когда дальность видимости составляет
16 км, а концентрация водяного пара в воздухе равна 10 г/м3. Рас-
четы для других возможных атмосферных условий дают резуль-
таты, которые не очень сильно отличаются от приведенных на
рис. УП.118. Следовательно, во всех случаях без серьезной погреш-
ности можно пользоваться одной и той же кривой проводимости
(при условии, что расстояние от точки взрыва не больше поло-
вины дальности видимости).

\УП.119. Для упрощения использования уравнения (УП.118.1)
на рис. УП.119 представлен график зависимости между величиной 9

а

р В) Е ИТ...

ходит не
му, ко-
„тавляет
абление
жителя
ыраже-

НЕКОТОРЫЕ ВОП С с
ЧЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ДЕИСТВИЯ СВЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ 353

и расстоянием о тра вз
ры - п овжи взрыва О для тротилового эквиваленте
Е зи от а энергии, полученной объек
ра взрыва мощност т рот
ый ь которого по троти-

ловому эквиваленту равна | Т Л еделить у и ум-
у КВИВ ИЕ
ыс. т, можно определь ем

ножения количества т р
наи р. ‘световой энергии, определенной дл
ра из рис. УП.119, на значение И - Бе здаьЫНЫ

=>
|=]
[=]

=
5
=

0 Е
202 пб стеле)

г
=>

5
=>

=
|

|

рае 4 6 8 10 1 14
Энергия светового изпучения 8 кал/см?

Рис. \1П.120. Зависимость количества энергии светового из-
данную степень ожога, от тротило-

лучения, вызывающего
вого эквивалента

23
Действие ядерного оружия

354 СВЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ И ЕГО ДЕИСТВИВ

Зависимость количества энергии, вызывающего световые
ожоги, от тротилового эквивалента

\У1.120. Так как с увеличением тротилового эквивалента вели.

чина #„„ Увеличивается, то отсюда следует, что данное количь

ство энергии светового излучения при небольшой мощности Взрыва
будет получено в течение более короткого времени, чем при взрыве
большой мощности. Следовательно, следует ожидать, что количе-
ство световой энергии, вызывающей ожоги той или иной сте
с увеличением тротилового эквивалента будет увеличивать
чем говорилось выше. На основе лабораторных исследований и на-
блюдений, произведенных во время ядерных испытаний, а также
теоретических расчетов были определены количества энергии све.
тового излучения, вызывающие средние ожоги первой, второй и
третьей степени в зависимости от тротилового эквивалента. Полу.
ченные результаты приведены в виде графика на рис. УП.120,
УП.121. Использование сочетания данных графика, изображен-
ного на рис. УП.120, и зависимостей между количеством световой
энергии и расстоянием от центра взрыва (при данном тротиловом
эквиваленте) дало возможность построить график, изображенный
на рис. УП.47. В примере к рис. УП.119 было определено, что на
расстоянии 4,8 километра от места воздушного взрыва мощностью
100 тыс. т количество полученной объектом световой энергии со-
ставляет 8 кал/см?. Из рис. УП.120 видно, что такое количество
световой энергии при ядерном взрыве мощностью 100 тыс. т, по-
видимому, приведет к образованию ожогов третьей степени.

пени,
ся, 0

УИ.
слей яде
испуска!
диация
ное в п]
гамма-л
гамма-л
взрыва,
освобоя
ния. Не

м световой
гротиловом
раженный
‘но, что на
Гощностью
нергии со-
‘оличество
ыс. Т, ПО-
Ни.

ГЛАВА УП
НАЧАЛЬНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ

ПРИРОДА ЯДЕРНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ

Нейтроны и гамма-лучи
!

У11.1. Как отмечалось в гл. 1, одна\из_характерных особенно-
стей ядерного взрыва_заключается в ТОм, что\он сопровождается
испусканием ядерной радиации. По своей-природе-ядерная ра-
диация совершенно не похожа’на световое излучение, ’рассмотрен-
ное в предыдущей Главе. Эта радиация представляет собой поток
гамма-лучей, нейтронов, бета-частиц и небольшого количества
альфа-частиц. Преобладающая часть нейтронов`и некоторая часть
гамма-лучей испускаются в ироцессе деления, г. е. в момент
взрыва, тогда как бета-частицы и остальная часть гамма-лучей
освобождаются по мере радиоактивного распада продуктов деле-
ния. Некоторое количество альфа-частиц образуется при реакциях
соединения ядер тяжелого водорода ($ 1.55), а другая часть альфа-
частиц испускается при обычном радиоактивном распаде ядер
урана или плутония, которые не успели прореагировать во время
взрыва.

УШ.2. В связи с особым характером явлений, сопровождаю-
щих ядерный взрыв в воздухе или вблизи поверхности земли
(воды), для практических целей удобно разделить ядерную ра-
диацию на две категории, а именно на начальную и остаточную
(см. $ 1.2). Разграничение этих видов радиации во времени яв-
ляется несколько произвольным, однако продолжительность на- _
чальной радиации с момента взрыва может бытв-принята-равной
примерно одной минутё (см7”$ 11:39)7 "Для ‘подземного или пол-
водного взрыва разделение радиации на начальную и остаточную
не имеет больного значения (см. $ П.64, 1.74), однако и для
этих видов взрывов такое разграничение возможно.

УПТ.3. Длина пути пробега альфа- и бета-частиц сравнительно
мала, вследствие чего эти частицы при воздушном взрыве не мо-
Гут достигать наземных объектов. Даже в том случае, когда ог-
ненный шар касается поверхности земли, альфа- и бета-частицы
не играют большой роли. Таким образом, можно считать, что на-

23*

356 НАЧАЛЬНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ

чальная ядерная радиация состоит только из гамма-лучей и ней.

онов, образующихся в течение первой минуты после ядерного
взрыва. Оба эти вида излучений различаются по своему хара,
теру, однако общим для_них является то, что они могут проникалу
через воздух на значительные расстояния: Кроме.этого; как Тамма.
лучи; так и нейтроны могут оказывать вредное воздействие на
живые организмы (см. гл. Ху. Именно чрезвычайно вредный ха.
рактер этих. ядерных излучений, а также их большая проникаю-
щая способность делают их очень важным поражающим факто-
ром ядерных взрывов.

У1-4. Большая часть гамма-лучей, выделяющихся в процессе
деления, поглощается материалами, из которых изготовлена
бомба, и, как следствие, эта часть гамма-лучей превращается в
другие формы энергии. По этой причине лишь небольшая часть
(около 1%) образовавшихся в процессе деления гамма-лучей про-
никает на значительное расстояние от места ядерного взрыва. Од-
нако, как будет показано ниже, имеется несколько других источ-
ников гамма-излучений, которые образуют определенную долю на:
чальной ядерной радиации. Точно так же движение нейтронов, об-
разующихся при делении, в значительной мере замедляется; эти
нейтроны захватываются остатками взорвавшейся бомбы или по-
глощаются воздухом, увлекаемым`фронтом ударной волны. Тем не
менее достаточно большое количество быстрых нейтронов деления
вырывается из зоны взрыва и создает серьезный поражающий
фактор на больших расстояниях от центра взрыва. Хотя энергия
начальных гамма-лучей и нейтронов составляет только около 3%
общей энергии, освобождающейся при взрыве (на долю свето-
вого излучения приходится примерно 33% - общей энергии взрыва),
начальная ядерная радиация может явиться причиной значитель-
ной части поражений, вызываемых взрывом ядерной бомбы.

Сравнение излучений, образующихся при взрыве ядерной бомбы

У1Ш.5. Как показано в главе УП, защита от светового излуче-
ния на средних расстояниях от центра взрыва ядерной бомбы яв-
ляется довольно простым делом, чего нельзя сказать о защите от

действия гамма-лучей и нейтронов. Например, на расстоянии,
равном 1,6 км от места взрыва ядерной бомбы с тротиловым экви-
валентом | млн. т, начальная ядерная радиация, вероятно, окажет
смертельное действие примерно на 50% людей даже в случае,
если они защищены слоем бетона толщиной 60 см; на таком же
расстоянии полная защита от светового излучения может быть
обеспечена слоем бетона значительно меньшей толщины. Таким
образом, проблемы, связанные с защитой от светового излучения
и ядерной радиации, являются совершенно различными.

\11.6. Зоны эффективного поражения световым излучением и
ядерной радиацией могут сильно отличаться одна от другой. При

‘ронов, об-
яется; эти
Ы ИЛИ ПО-
ы. Тем не
в деления
ажающий
я энергия
коло 3
ю свето
взрыва),
зачитель-
мбы,

ПРИРОДА ЯДЕРНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ 357

взрывах средней и большой мощности световое излучение может
оказывать. поражающее действие на значительно больших рас-
стояниях, чем начальная ядерная радиация. Например, на рас-
стояниях, превышающих 2 км, начальная ядерная радиация, ис-
пускаемая при взрыве мощностью 20 тыс. т, не окажет сущест-
венного поражающего действия даже при отсутствии защиты. Од-
нако воздействие светового излучения на этом расстоянии может
вызвать серьезные ожоги кожи. С другой стороны, при неболь-
шой мощности ядерного взрыва, например | тыс. т или менее, ра-
диус поражающего действия начальной радиации будет больше,
чем для светового излучения.

\УП1Т.7. При изучении характеристик начальной ядерной ра-
диации целесообразно рассматривать нейтроны и гамма-лучи от-
дельно. Хотя в конечном счете результаты их действия на живые
организмы в основном одинаковы, эти два вида ядерной радиации
во многих отношениях отличаются друг от друга. В следующем
разделе будут рассматриваться гамма-лучи, далее в этой же главе
будут рассмотрены нейтроны.

ГАММА-ЛУЧИ

Источники гамма-лучей

1118. Кроме потока гамма-лучей, образующихся непосредст-
венно в процессе деления ядер, начальная ядерная радиация
включает в себя поток гамма-лучей, испускаемых другими источ-
никами. Часть нейтронов, образующихся при делении, расходуется
на поддержание цепной реакции деления, другая небольшая часть
нейтронов вырывается из зоны взрыва в окружающую среду; од-
нако наибольшая доля нейтронов деления неизбежно, захваты-
вается неделящимися ядрами. В результате захвата нейтрона яд-
ром образуется новое промежуточное ядро, известное под назва-
нием «составное ядро», которое находится в возбужденном состоя-
нии (т. е. обладает избытком энергии). Избыток энергии может
затем почти мгновенно выделиться в виде гамма-лучей. Эти лучи
называются гамма-лучами захвата, так как они образуются в ре-
зультате захвата нейтрона ядром. Соответственно и сам процесс

ионным захватом.
О. тра образующиеся при делении, могут вступить
в реакцию радиационного захвата как © ядрами различных ве-
ществ, входящих в состав бомбы, так и с ядрами азота, находя-
щегося в окружающей атмосфере. Эти реакции сопровождаются
испусканием гамма-лучей, которые составляют часть и
ядерной радиации. Взаимодействие с ядрами азота имеет ты енно
большое значение, так как некоторая часть гамма-лучей, ооразую-
щихся при этом взаимодействии, обладает очень большой энер-

НАЧАЛЬНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ

358

гней и, следовательно, ослабляется окружающей средой Наци,
тельно меньше, чем другие составные части начального гамма-из.
лучения. :

\111.10. Взаимодействие нейтронов деления с ядрами атомов
Н приводит к образованию еще одного источника гамма-лучей,
ты Когда быстрый нейтрон, т. е. нейтрон, обладающий большой КИНЕ.
тической энергией, сталкивается с ядром, он может передать этому

› ядру часть своей энергии и привести его в возбужденное состоя. 0
ПЕ ние. Возбужденные ядра ` могут затем путем испускания гамма- про’
лучей восстановить свое нормальное (исходное) энергетическое в3

состояние.

УШ.. Гамма-лучи, образующиеся при делении, а также в ре-
зультате других нейтронных реакций и возбуждения ядер атомов
веществ, входящих в состав бомбы, испускаются в течение одной
секунды (или меньше) после ядерного взрыва. Вследствие этого
гамма-лучи, испускаемые этими источниками, называются быстры-
ми, или мгновенными, гамма-лучами.

УШ.12. Осколки деления и многие продукты их. распада пред:
ставляют собой радиоактивные изотопы, которые испускают
гамма-лучи (см. гл. Г). Периоды полураспада этих радиоактивных
изотопов колеблются от миллионных долей секунды (и меньше) в
до многих лет. Тем не менее поскольку радиоактивный распад
осколков деления начинается в момент взрыва и поскольку ско-
рость их распада является наибольшей в начале процесса рас-
пада, то и интенсивность гамма-излучения, испускаемого этими ра-
диоактивными изотопами в течение первой минуты после взрыва,
будет заметно больше. Другими словами, гамма-лучи, испускае-
мые продуктами деления, составляют значительную часть началь-
ной ядерной радиации. Однако поскольку процесс радиоактивного
распада является продолжительным (и постепенным) и охваты-
вает довольно большой период времени по сравнению с временем,
в течение которого образуется мгновенная радиация, гамма-лучи,
испускаемые продуктами деления, называются запаздывающими.

У\11.13. Мгновенные гамма-лучи и часть запаздывающего гамма"
излучения, которые являются составными частями начальной ра-
диации, почти равны по количеству, но отнюдь не являются рав-
выми долями начального ядерного излучения, распространяюще-
гося от места взрыва ядерной бомбы. Мгновенные гамма-лучи об-
разуются почти полностью до момента полного разрушения бомбы.
Поэтому мгновенные гамма-лучи сильно поглощаются материа-
лами, из которых изготовлена бомба, и только небольшая доля от
этих лучей прорывается наружу. С другой стороны, запаздываю- 3
щие гамма-лучи испускаются в основном на последней стадии |
взрыва, после того как материалы бомбы успевают испариться и И.
расшириться в пространстве, образуя разреженный газ. Таким 00
разом, эти лучи поглощаются очень мало или совсем не погло

ой

га Нач
м 1%.
чан,

МИ

тада пред:
испускают
оактивных
меньше)
ий распад
льку `СКО-
есса рас”
этими ра“

ГАММА-ЛУЧИ 359

щаются. Конечный результат состоит в том, что в течение первой
минуты после воздушного (или наземного) взрыва количество за-
паздывающих гамма-лучей вместе с лучами, которые образуются
на данном расстоянии в результате радиационного захвата ней-
тронов атмосферным азотом, оказывается примерно в 100 раз
больше количества мгновенных гамма-лучей, достигающих этого
же расстояния.

\11.14. Имеется еще один возможный источник гамма-лучей,
о котором можно сказать несколько слов. Если ядерный взрыв
происходит вблизи поверхности земли, то образующиеся при
взрыве нейтроны могут создавать так называемую наведенную ра-
диоактивность в веществах, входящих в состав грунта. Этот про-
цесс может сопровождаться излучениями, которые будут пред-
ставлять собой часть запаздывающих гамма-лучей. Поскольку на-
веденная радиоактивность относится к остаточной радиации, она
будет рассмотрена более детально в следующей главе,

Измерение гамма-излучения

\11.15. Световое излучение ядерного взрыва можно ощущать
в виде тепла, часть же этого излучения, приходящуюся на види-
мую область спектра, можно наблюдать органами зрения. Однако
органы чувств человека не реагируют на ядерную радиацию, за ис-
ключением тех случаев, когда излучение имеет чрезвычайно
большую интенсивность (мощность дозы чрезвычайно велика);
в таких случаях на коже ощущается покалывание и зуд. Поэтому
для обнаружения и измерения различных ядерных излучений были
разработаны специальные методы и приборы, основанные на взаи-
модействии этих излучений с веществами окружающей среды.

\11.16. При прохождении гамма-лучей через какое-нибудь ве-
щество, которое может быть в любом состоянии (твердом, жидком
или газообразном), происходит взаимодействие этих лучей с ато-
мами вещества, протекающее различными способами. С точки зре-
ния измерения величины дозы гамма-излучения важное значение
имеют два основных следствия, являющиеся результатом этих
взаимодействий. Первое следствие состоит в том, что из многих
атомов выбиваются электроны. Поскольку электрон несет отрица-
тельный электрический заряд, оставшаяся часть атома оказы-
вается заряженной положительно, т. е. представляет собой поло-
жительный ион. Этот процесс называют ионизацией, а образую-
шиеся при этом электроны и положительные ионы называют
ионными парами.

\11.17. Второе следствие заключается в том, что при взаимо-
действии гамма-лучей с атомами некоторых твердых, жидких и
газообразных веществ электрон не удаляется полностью из атома,
как при ионизации, а приобретает дополнительное количество

360 НАЧАЛЬНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ _

т —

я

энергии. В результате этот атом переходит в возбужденное с
ние. Это явление называется возбуждением.

\11.18. Явления ионизации и возбуждения используются ЛЯ
обнаружения и измерения как гамма-излучения, так и других
ядерных излучений. В нормальном состоянии газ не проводи
электрического тока в сколько-нибудь заметной степени, но пру
прохождении через него ядерных излучений в результате образе.
вания ионных пар газ становится довольно хорошим проводником
электрического тока. Некоторые типы приборов, такие, например,
как счетчик Гейгера и карманная камера (или дозиметр), пред.
назначенные для измерения гамма- (и других) излучений, основы-
ваются на принципе образования в газе электрически заряженных
пар ионов и их способности проводить электрический ток.

\11.19. С другой стороны, действие сцинтилляционных счетчи-
ков основано на использовании процесса возбуждения. Когда атом
или молекула переходят в возбужденное состояние, они, как пра-
вило, отдают избыток своей энергии в течение примерно одной
миллионной доли секунды. Некоторые вещества, обычно находя-
щиеся в твердом или жидком состоянии, способны терять избыток
своей энергии электронного возбуждения в форме видимых вспы-
шек света (или.сцинтилляций). Эти вспышки можно зарегистри-
ровать с помощью фотоумножителя, соединенного с соответствую-
щим электронным устройством.

\У11.20. Помимо отмеченных прямых последствий ионизации и
возбуждения, могут иметь ‘место некоторые косвенные последствия
этих явлений, главным образом в виде химических изменений.
Примером может служить потемнение фотопленки, обнаруживае-
мое после ее проявления. Пленочные индикаторы ядерных излу-
чений обычно содержат 2 или 3 образца фотопленки, подобных
тем, которые используются зубными врачами при производстве
рентгеновских снимков. Эти пленки завернуты в бумагу (или в Ка
кой-нибудь другой тонкий материал), не пропускающую световых
излучений, но через которую легко проникают гамма-лучи. Пленки
о на проявляются; степень потемнения этих пле-
ве еже поглощенных гамма-лучей. Кроме
довиметры. ги даны. находятся самопоказывающие в.
ядерного излучени щи этих дозиметров количество поглощенно у
м о 2 я можно определять непосредственно по изме
реающинаи = оторое вызывается определенными химическими

‚› протекающими под воздействием ядерной радиации.

ОСтоя.

Единицы измерения радиации. Рентген

\1.21. Чтобы изме
заданной точке, необх
мерения. Едини

геном (р). Д.

рить количество гамма-излучения в любой
одимо иметь соответствующую единицу ИЗ`-
ца, используемая для этой цели, называется рент-
остоинство этой единицы заключается в том, что ве-

о находя-
ь избыток
ЛЫХ ВСПЫ-
‚регистри-
ветствую-

изации И

ГАММА-ЛУЧИ 361

личина полученной дозы, выраженная в рентгенах, может быть
использована для оценки ожидаемого биологического эффекта
(или поражения), обусловленного радиацией. ы

У11.22. Обычно полагают, что вредное воздействие ядерных из-
лучений на живой организм является в основном следствием Хи-
мического_ разложения. молекул, находящихся в животных (или
растительных) клетках. Причиной химического разложения моле-
кул является главным образом ионизация (или возбуждение),
происходящая при воздействии ядерных излучений. Степень иони-
заций или количество пар ионов, образовавшихся под воздейст-
вием радиации, служит, таким образом, фактором, подлежащим
измерению. Так как полное определение рентгена является не-
сколько сложным, то для упрощения можно сказать, что рентге-
ном называется такое количество гамма-излучений (или рентге-
новских лучей), которое, будучи поглощенным одним граммом
воздуха, создает в нем 1,61Ж10!? пар ионов. Поглощение 1 р
гамма-излучений одним граммом воздуха сопровождается выделе-
нием примерно 87 эргов (э) энергии.

УШ.23. Приборы, предназначенные для дозиметрических изме-
рений, количество рентгенов непосредственно не фиксируют. Од-
нако посредством соответствующих приспособлений можно реги-
стрировать, например, количество электрических импульсов, сцин-
тилляций или степень потемнения фотопленки и осуществлять та-
ким образом практическое измерение интенсивности и количества
поглощенного излучения, выраженных в рентгенах. Для этого раз-
нообразные дозиметрические приборы калибруются при помощи
стандартного источника гамма-лучей. Для этой цели обычно ис-
пользуется известное количество радиоактивного кобальта или ра-
дия. Количество гамма-излучения в рентгенах, поглощенного во3-
духом на определенном расстоянии от источника, определяется по
результатам измерений, проводимых при помощи специальной ла-
бораторной аппаратуры, которая обычно является неудобной для
широкого применения в полевых условиях.

У11.24. При помощи дозиметрической аппаратуры можно осу-
ществлять два-типа измерений, имеющих важное практическо
значение. Некоторые из дозиметрических прибсров фиксируют
суммарную дозу (или количество) излучения в рентгенах, полу-
чаемую в течение всего периода воздействия. Другие приборы
указывают мощность дозы В рентгенах в час (или для‘случая не-
больших мощностей доз в миллирентгенах в час, миллирентген
представляет собой одну тысячную долю рентгена. Суммарная
доза излучения равна величине усредненной во времени мощно-
сти дозы, умноженной на время воздействия излучения.

\У111.25. Хотя при помощи некоторых дозиметрических прибо-
ров можно измерять как суммарную дозу излучения, так и мощ-
ность дозы, однако большинство этих приборов предназначается

НАЧАЛЬНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ
362

о ыь

для измерения лишь одной из указанных характеристик. Н
важной характеристикой начальной радиации является сумма м
доза; что касается остаточной ядерной радиации, Которой пос»,
щена глава [Х, то важными характеристиками этой радиа ЦИИ ЯВ.
ляются как мощность дозы, так и суммарная доза.

\1Ш.26. Биологическое воздействие различных доз гамм
чения будет рассмотрено более полно в главе ХГ. Однако,
дать некоторое представление о значении величин суммарн
излучения, полученных человеком (которые приводятся Ниже),
можно сказать, что однократная доза менее 25 р.не вызывает за.
метных клинических последствий. Дозы, превосходящие указа: ную
величину, по мере их возрастания оказывают все более серьезное
воздействие и при общем облучении всего организма в течение
примерно месяца суммарной дозой, равной 450 р, смерть насту-
пает приблизительно у 50% облученных людей. При облучении
всего организма суммарной дозой в 700 и более рентген смертель-
ный исход будет, вероятно, почти во всех случаях.

У11-27. В предыдущем параграфе при рассмотрении поражаю-
щих доз предполагалось, что имеет место общее облучение орга-
низма. В этом отношении ядерная радиация и световое излучение
очень схожи. Ожог третьей степени на ограниченном участке кожи
может вызвать лишь незначительные последствия, тогда как ожог
второй степени на большей части тела может быть смертельным.
Точно так же доза ядерной радиации в 1000 р и более, полученная
на небольшом участке тела, будет причинять местное поражение,
которое, по всей вероятности, не окажет заметного влияния на весь
организм. Если же все тело или ббльшая его часть подвергнется

облучению радиацией такой же дозы, то результатом, несомненно,
явится смерть.

а Ибольь

а-излу.
Чтобы
ЫХ доз

Поглощенная доза радиации (рад) и биологический
рентген-эквивалент (брэ)
УШ.28. Рентген как единица дозы излучения используется для
гамма- (или рентгеновских) лучей и применяется, строго говоря,
для измерения только этих излучений. Кроме того, рентген в Ко”
нечном результате представляет собой скорее меру интенсивности
радиации в данной точке пространства, чем количество излучения,
поглощенное человеком, находящимся в данном месте. Таким 00°
разом, доза, выраженная в рентгенах, представляет собой_вели`.
чину действуй дозы. Для того чтобы отличить эту дозу-от_п9-
площенной-дозы, требуется другая единица! Одной/из таких еди
ниц является «физический рентген-эквивалент» (4фрэ).

11.29. В $ УПТ22 было указано, что доза тамма-излучени»»
равная | р, эквивалентна поглощению одним ‘граммом ря
энергии, равной приблизительно 87 э. Единица фрэ поэтому перв

ражаю-
е орга-
гучение
е кожи
к ожог
ЛЬНЫМ.
ченная
жение,
на весь
гнется
ненно»

=>

кН

ГАММА-ЛУ
Ен ММА-ЛУЧИ _ 2 363

Начало. определилась” ван. доза любого ядерного излучения
(гамма-лучей, бета-частиц, нейтронов и т. д.), сопровождающаяся
поглощением одним граммом животной ткани указанного количе-
ства энергии (37 э). Однако позже было установлено, что облуче-
ние дозой гамма-излучения, равной 1 р, сопровождается поглоще-
нием одним граммом мягкой ткани энергии, количество которой
составляет примерно 97 э. Единицей измерения фрэ стали после
этого пользоваться для обозначения такой дозы любого ядерного
излучения, поглощение которой одним граммом ткани сопровож-
дается освобождением 97 э энергии.

\111.30. Приведенное выше определение Фрэ, основанное на
понятии «рентгена», является малоудовлетворительным, так как в
конечном счете количество эргов определяется величиной энергии,
необходимой для образования одной ‘тары ионов в воздухе. Эта
величина энергии с достаточной точностью не известна, и по мере
накопления новых экспериментальных данных количество эргов,
которым определяется’ единица фрэ, посхоянно меняется. Чтобы
избежать этого затруднения, была _введена\ новая_единица. погло-
щенной\ дозы радиации (рад), которая не страдает таким нело-
статком\ АЕ \

Эта единица представляет собой такую дозу любого ядерного
Инв которой одним граммом\ облучаемого ма“
териала сойровождается выделением энергии, равной_100 э. энер-
гии. Для мягкой ткани различие между фрэ и рад незначительно, и
численные значения поглощенной дозы, выраженные\в Фрэ, сущест-
венно не меняются при ме ее в единицах рад)

\И.31. Хотя все ионизирующие излучения вызывают анало-
гичные биологические последствия, однако величина Цоглощенной
дозы, измеренная В рад, которая производит опредеденный эф-
фект, может значитёльно изменяться в зависимости от вида излу-
чения. В этой связи различие в \эффейтивнос В ТЗ
действия разных видов излучени принято выражать с Номошью_,
величины, называемой тносительной_ биологической `эффективно-_

\

иджхядерного излучения Относительная био-

стью (0бэ)_ данного в! З
логическая эффективность данного Вида излучения определяется

отношением поглощенной дозы (выраженной: в рад) гамма-излу-
‚чения, обладающего определенным ‘значением энергии фотонов,
к дозе данного излучения, ВК в рад и оказывающей
и логическое воздей з з
м относительной биологической эффективности
данного вида ядерного излучения зависит от а
ров, а именно от энергии излучения, вида и степени т
ского поражения, а также от особенностей облучаемого ор :
или ткани. Что касается ядерного оружия, то важнейшим _
рием эффективности Я т ли В: ны
болезн я из строя Ж ) , :
и бавария бирлогической эффективности оценивается

Й

364

НАЧАЛЬНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИ АЦИЯ —

с точки зрения именно эт
зультатом действия ядерны

взрыве.

\11.33. Имея представление
гической эффективности,

ГЕдиница рад

энергии, однако эта единиц

гих ДВУХ последствий

(опрбделяется следующим равенством:
доза, выраженная в брэ = обэ Х рад. Эта доза определяет

степень биологического поражения, являющегося результатом по-
глощения данного вида ядерного излучения. Таким образом, брэ
представляет собой единицу измерения биологической дозы, в то

—=—=—=——=—--

5 Я вляЯющихся

1х излучений, испускаемых при ядерном

т

ре-

о величине относительной биоло.
мы можем ввести еще одну единицу из.
мерения, называемую биологическим рентген-эквивалентом
тЫ удобна для измерения количества
а не учитывает биологического воздей-
ствия данного вида ядерного излучения, поглощенного организ-

ом.] Доза, выраженная через биологический рентген-эквивалент,

(бро).
поглощенной

время как рад является единицей измерения поглощенной дозы,
а рентген — единицей измерения действующей в данный момент
дозы облучения. Согласно определению, приведенному в $ УШ.31,
0бэ для гамма-лучей равна приблизительно единице, хотя ее вели-
чина несколько и изменяется в зависимости от энергии излучения.
Следовательно, для гамма-излучения биологическая доза, выражен-
ная в брэ, численно равна поглощенной дозе, измеренной в рад,
а так как значения рад и фрэ для мягкой ткани близки, то био-

логическая доза также приблизительно равна дозе воздействую-

щего. излучения, измеренной в рентгенах.

Разумеется, это равенство не является справедливым по отно-

шению к другим ядерным излучениям.

Зависимость между дозой гамма-излучения и расстоянием

УШ.34. Доза воздействующего гамма-излучения в данной
точке пространства будет тем меньше, чем больше расстояние от
этой точки до места ядерного взрыва. Зависимость дозы излучения
от расстояния определяется двумя факторами, аналогичными Тем,
которые применимы к световому излучению. Во-первых, по мере
того как излучение распространяется от места взрыва бомбы, про-
исходит обычное уменьшение интенсивности излучения вследствие
его распределения на все большей и большей площади. Уменьше-
ние интенсивности излучения в данной точке п
ловленное этой причиной, обратно пропорцисна
стояния от этой точки до центра взрыва. Кро
| интенсивности радиации пройсходит-вследстви
| сеяния гамма-лучей окружающей зтмосферой.

У11.35. Измерения доз гамма-излучения на определенных рас-*

стояниях для различных тротиловых эквивалентов ядерного заряда
производились при проведении многих
Полученные результаты оказались совпад:

ространства, обус-
льно квадрату рас-
ме того, ослабление
е поглощения и рас-

испытательных взрывов:
ающими. Эти результаты

ального гам
“ТЯ. <
(рис. \УИ1.35
находящегос
земли, В Ко
тем, что в п]
излучения п
вблизи пов:
менее плотн
веденные нг
на уровне 1
У11.38.
пересчета

тЫЙ момент
в $ УШ:31,
угя ее вели-
излучения.
1, выражен-
ной в род,
ки, то био-
‚здействую-

м по отно-

ГАММА-ЛУЧИ 365

`` за ПЕРЕН ве.

можно преДелавитЬ в виде двух графиков; первый из этих графи-
ков (рис. \У11.35а) показывает зависимость между дозой началь-
ного гамма-излучения и расстоянием от данной точки до центра
взрыва для тротилового эквивалента, равного [| тыс. т. На втором
графике (рис. УПТ.356) приводятся значения коэффициента пе-
ресчета, которыми следует пользоваться для определения величины
дозы на том же самом расстоянии от места взрыва при любой
мощности ядерного заряда (вплоть до 20 млн. т).

\У111.36. Метод использования графиков, изображенных на
рис. УП.35а и У\П1.356, показывается ниже на примере опреде-
ления величины дозы начального гамма-излучения, полученной на
расстоянии 1,6 км от центра воздушного взрыва мощностью
100 тыс. т. Из рис. УП.35а следует, что воздействующая доза
гамма-излучения на указанном расстоянии от центра воздушного
взрыва мощностью в |1 тыс. т составляет 2,5 р. Коэффициент пере-
счета, определяемый из рис. УПТ.356 для тротилового эквивалента
100 тыс. т, равен 150. Следовательно, в данном случае доза На-
чального гамма-излучения составляет 9,5 Х 150—375 р.

11.37. Численные значения доз, приведенные на графике
(рис. УИТ.35а), в известной мере зависят от плотности воздуха,
находящегося между центром взрыва и точкой на поверхности
земли, в которой определяется доза радиации. Это объясняется
тем, что в процессе своего распространения некоторая часть гамма-
излучения поглощается воздухом, причем более плотный воздух
вблизи поверхности земли поглощает больше излучений, чем
менее плотный воздух в верхних слоях атмосферы. Данные, при-
веденные на графике, относятся к нормальной плотности воздуха
на уровне моря.

\11.38. Из рис. У1.356 видно, что величина коэффициента
пересчета растет относительно быстрее, чем тротиловый эквива-
лент; другими словами, в диапазоне больших тротиловых эквива-
лентов ядерного заряда коэффициент пересчета увеличивается бы-
стрее, чем в диапазоне малых тротиловых эквивалентов. Напри-
мер, для тротилового эквивалента В 100 тыс. т коэффициент пере-
счета составляет примерно 150, а для тротилового эквивалента в
1 млн. т этот коэффициент несколько больше 5000. Такое увели-
чение коэффициента пересчета вызвано уменьшающейся с возра-
станием мощности взрыва плотностью воздуха В фазе разреже-
ния, наступающей после фазы сжатия воздушной ударной волны
($ 111.5). По этой причине гамма-лучи, испускаемые продуктами
деления (запаздывающие гамма-лучи), ослабляются меньше. Для
слабых взрывов, тротиловый эквивалент ‘которых составляет
100 тыс. т и меньше, как излучения, испускаемые продуктами деле
ния, так и гамма-лучи с высокой энергией, образующиеся в про-
цессе радиационного захвата нейтронов ядрами Вов азота, со-
держащегося в воздухе, обусловливают увеличение коэффициента

пересчета.

И

НАЧАЛЬНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ

Доза гамма-излучения 8 рентгвнох (2)
Доза гамма-излучения 6 рентгенах (р)

0 15 3,2 4,8 6,4
Расстояние от центра возбушного бзрыва 8 км
Рис. УШ.35а. Зависимо
от расстояния при воздушном 1:2)
тиловым эквивалентом 1 тыс. ш

сть дозы начального гамма-излучения
рыве ядерного заряда с тро-

Ц:
злучения в фемтгенах (2)

592“ самма-

их

ГАММА-ЛУЧИ -
367

= Значение коэффицивнто
10 000 100 000 1000000

Тротиловый эквивалент 8 тыс. т

0 7001,00

1 10 20 М 100 м \
Значение коэффициента

Рис. \11.356. Изменение значения коэффициента пересчета,
используемого для определения величины дозы начального
гамма-излучения, в зависимости от тротилового эквивалента

\111.39. Зависимость доз начального гамма-излучения от тро-
тилового эквивалента может быть выражена в другой форме, ко-
1.39. Расстояния от центра воздуш-

торая представлена на рис.
ного взрыва мощностью от 1 тыс. 7 До 20 млн. т, на которых бу-
дут образовываться данные величины доз начального гамма-из-
лучения, можно определить непосредственно из графика. Для про-
межуточных значений доз соответствующие расстояния могут быть
определены путем интерполяции.
\11.40. Приведенные выше данные относятся к воздушному
взрыву. При наземном (надводном) взрыве наблюдается некото-

368 НАЧАЛЬНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ
с

2000

10000 Я
1000

4000

2000

1000 - - -

2
=
|
106 {2 3005

930,

Тротиловый эквивалент 8 тыс. т

& 0 1,6 3,2 4,8
#
| Расстояние от центра дзрыва 8 км
1:
Рис. УШ.39. Зависимость между величиной данной дозы на-

чального гамма-излучения, тротиловым эквивалентом и рас-
стоянием от центра взрыва

рое уменьшение величины полученной дозы, обусловленное погло-
щением излучений ПЫЛЬЮ

вом. Однако это уменьшение не очень велико; поэтому расстояние
от центра взрыва, на кот
чей, например 300 р,
величину дозы при на
определенных фактор

рого 1
помес
лучень
ОЙ Ве

УП
НОСТЬ |
зываем

ГАММА-ЛУЧИ 369

лучше всего предположить, что графики, построенные для воздуш-
ных взрывов (рис. УНТ.35а, У11.356 и У1.39), являются справед-
ливыми также и для наземных (надводных) взрывов.

ее

Обеспечение защиты от гамма-лучей

\ 111.41. В процессе прохождения гамма-лучей через любое ве-
щество наблюдается некоторое их поглощение (ослабление).
Можно сказать, что уменьшение интенсивности излучения зависит
в основном от массы вещества, находящегося между источником
лучей и данной точкой. Это значит, что толщина слоя вещества,
необходимого для ослабления интенсивности излучений до задан-
ной величины, будет тем больше, чем меньше плотность этого ве-
щества. Например, для достижения заданной степени ослабления
гамма-лучей необходимая толщина слоя воды будет примерно в
7,8 раза больше толщины слоя стали.

Строго говоря, полностью поглотить гамма-лучи невозможно.
Тем не менее, если между источником излучения, примером кото-
рого может служить взорвавшаяся ядерная бомба, и человеком
поместить слой какого-либо вещества достаточной толщины, то по-
лученная этим человеком доза может быть уменьшена до безопас-
ной величины.

111.42. О способности данного материала уменьшать интенсив-
ность излучения можно иметь представление по величине так на-
зываемого слоя половинного ослабления — такого слоя данного
материала, который поглощает половину падающих на него гамма-
лучей. Таким образом, если ничем не защищенный человек подвер-
гается воздействию дозы начального гамма-излучения, равной, на-
пример, 400 р, то под прикрытием экрана из любого материала,
толщина которого равна толщине слоя половинного ослабления,
эта доза уменьшится примерно до 200 р. Прикрытие человека вто-
рым слоем половинного ослабления уменьшит дозу еще в два раза, -
т. е. примерно до 100 р. Прикрытие каждым последующим слоем
половинного ослабления уменьшит дозу излучения в два раза
(рис. У11.42). Таким образом, один слой половинного ослабления
уменьшает дозу излучения до 1]> ее первоначальной величины; два
таких слоя уменьшают первоначальную дозу до /, три слоя — до
в, четыре слоя — до '/в И Т. Д. Такое же общее правило можно

применить по отношению к любому данному слою, например к
слою десятикратного ослабления, которыи уменьшает интенсив-
ность излучения в 10 раз; два таких слоя уменьшат интенсивность
излучения в 10? раз, т. е. в 100 раз; три таких слоя — в 103 раз,
т. е. в 1000 раз, ит. д. <

\11.43. Строго говоря, понятие — слой половинного ослабле-
ния — применимо лишь к монохроматическому гамма-излучению,

в

|

24 Действие ядерного оружия

370 НАЧАЛЬНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ р
= и
\ бей
т. е. к излучению, состоящему из гамма-квантов одинаковой энер. оосяеЙ
гии при узком пучке излучения, или в случае, когда толщина за- той
щитного экрана (поглощающего материала) относительно мала. И:
В действительности при осуществлении защиты от гамма-лучей, Л й
испускаемых ядерным взрывом, ни одно из этих условий не соблю-
дается. Так, энергия гамма-лучей изменяется в широких пределах, ы
р Толщина слоя половинного ослабления

55

5%

<

‚9%
<.
%%

>.

°.

<
хо

5.

506%

НИННЕНННИ

о

Рис. УШ.42. Схематическое изображение толщины слоя по-
ловинного ослабления

причем эти лучи распространяются по большой площади. Тем не
менее приближенные значения величины слоя половинного ослаб-
ления, приведенные ниже, могут оказаться полезными для ориен-
тировочного определения степени ослабления начального гамма- 38

излучения, которая может быть достигнута при помощи защитного
материала данной толщины.

р
УШ.44. Основными материалами, которые, по всей вероятно- ».
сти, найдут широкое применение для защиты от начальной радиа-

ции, испускаемой при ядерном взрыве, являются сталь, бетон,

грунт и древесина. Приближенные значения толщины слоя поло.

винного ослабления этих материалов по отношению к гамма-излу-

чению приведены в табл. УПП.44. В эту таблицу включено зна- тень
чение толщины слоя половинного ослабления для воды, которое Меце Н
может представлять интерес в связи с воздушным взрывом над Зе НН
поверхностью воды. Данные, приведенные в таблице, применимы м
с достаточной точностью к защитным материалам большой тол- Пао
щины и к значениям энергии гамма-фотонов, которые имеют наи- риал №
большее значение для начальной ядерной радиации. в
\У11.45. Из табл. УП1.44 видно, что слой стали толщиной В м
3,8 см эквивалентен по защитным свойствам слою бетона толщиной чо 0
15 см, слою грунта толщиной 19 см и слою древесины толщиной Тод Пре
Ра Мн

ТАММА-ЛУЧИ .87Г

й
58,5 см (рис. \ 111.45). Следовательно, слой стали данной толщины |
обеспечит более эффектную защиту, чем такой же слой бетона, а 1
последнии в свою очередь будет более эффективным, чем такой же .
слой грунта или древесины. В общем, как было отмечено в }
$ УПТ.А1, чем больше плотность материала, тем меньше должна
быть его толщина для того, чтобы уменьшить первоначальную ин- 1

в

АМ

ВЕ

ыы

нете лурамтр

Г АА

Рис. \11.45. Сопоставление толщин слоев половинного ослабления раз-
личных материалов

тенсивность гамма-излучения до заданной величины. Данные, по- |
фе табл. У1.44, показывают, что про- в

мещенные в последней гра
изведение плотности защитного материала на толщину слоя поло-
винного ослабления является приблизительно одинаковым для

пяти материалов. Следовательно, если для одного из этих мате- }
риалов значение толщины слоя половинного ослабления неиз- |
вестно, но имеется значение его плотности, то толщину слоя поло- }
винного ослабления можно достаточно точно определить, считая,
что произведение плотности материала, выраженной в г/смз, на |
толщину слоя половинного ослабления, ‘измеренную в сантимет-

рах, равно примерно 32,
24* |

= $22 3352-х ДХ

И

аонеидэлеи хчньи

-св кинэгов1иэ0 отоннияогон яэого нишШшоЕ

"СУША ‘эиа

эинэияв12010Э

29

р И |
а Ш | иди
ИА нии Г
м
[ИТ

Пи п
И и

-ни оАнагевеноядэц чтишчноиА ч9о1ть

91199

‘отоЕ вит енипигог 049

внжиой эшаянэй иэхг ‘вивиЧэ1еи чтоонлоги эшагоо м

Яо

У

эв ЧУП
В о-в

к; а

372 НАЧАЛЬНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ

Таблица \11.44

Приближенные значения толщины слоя половинного ослабления
начального гамма-излучения для некоторых материалов
м

Толщина слоя поло-
Материал Плотность, г/см? винного ослабления, Произведение
см

\11.46. Степень ослабления излучения данным слоем защит-
ного материала, т. е. отношение дозы излучения, падающего на
защитный экран, к дозе излучения, которая будет получена за
экраном, можно легко определить, зная число слоев половинного
ослабления и используя данные табл. У11.44. Например, слой

. 76
грунта толщиной 76 см содержит 79 =4,0 слоя половинного

ослабления. Тогда степень ослабления будет составлять 24 = 16, и,

следовательно, доза гамма-излучения за слоем грунта толщиной
1

76 см будет составлять приблизительно 26 Дозы, которая была бы

получена без защитного экрана. Таким образом, в примере, рас-

смотренном в $ УП1.36, доза излучения будет уменьшена до ее

те
= 23,4 р.

УП1.47. Более просто степень ослабления начального гамма-из-
Лучения некоторыми материалами (сталь, бетон, грунт, древесина)
в зависимости от толщины их слоя можно определить из графика,
изображенного на рис. У 11.47. Предположим, что в определенном
месте доза падающего гамма-излучения составляет 500 р. Тре-
буется определить толщину слоя бетона, которая бы обеспечила
уменьшение этой дозы до 10 р. Необходимая степень ослабления

равна т — 50. Из графика на рис. УП1.47 можно установить, что

такая степень ослабления будет достигнута при толщине слоя бе-
тона, равной 73,5 см.

\У11.48. В вакууме гамма-лучи распространяются прямолинейно
со скоростью света. Однако при прохождении через атмосферу
гамма-лучи, так же как и световое излучение, рассеиваются глав-
кым образом благодаря наличию кислорода и азота. В результате
Этого рассеяния гамма-лучи будут достигать того или иного объ-
екта, расположенного на поверхности земли, со всех направлений.

ольшая часть полученной дозы будет обусловлена прямыми лу-
чами, приходящими из области взрыва, но, кроме этого, значитель-
ное количество рассеянного излучения будет приходить в данное

<
5
х
%
5
>
5
5
©
5
>
<
х
Е
%
Е
<)

3

ут 5,08 1016 118 254 50,8 101,6 2548 508 1016 1180 2540

Толщина 8 см

Рис. УШ.47. Степень ослабления начального гамма-излуче-
ния в зависимости от толщины слоя некоторых материалов

место и с других направлений. Этот факт имеет важное значение
при решении проблемы защиты от ядерной радиации.

\11.49. Человек, укрывшийся за стеной, насыпью или холмом,
будет частично защищен от действия прямых гамма-лучей, однако
вместе с этим он будет подвергаться воздействию рассеянного из-
лучения. Схема воздействия на объект прямого и рассеянного из-
лучений показана на рис. \/11.49а. Необходимая защита от гам-
ма-лучей может быть обеспечена только в том случае, когда укры-

вы

р

374 НАЧАЛЬНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ

тие защищает человека со всех сторон (рис. У11.49, 6). В этом
случае можно обеспечить ослабление как прямых, так и рассеян.
ных излучений. Однако поскольку интенсивность рассеянного из-
лучения меньше интенсивности прямого излучения, то для обеспе-

и

\ | /

\ | /
Рассеяннов излучение
\ [ / :

Объек

'Рис. У1.49а. Объект, подвергающийся воздействию рас-
сеянного гамма-излучения

чения одинаковой степени защиты толщина слоя, предназначен-
ного для защиты от прямых лучей (в направлении ожидаемого
взрыва), должна быть больше толщины остальных слоев, предна-
значенных для ослабления рассеянного излучения,

Рис. УШ.496. Объект, защищенный от воздействия рассеян-
ного гамма-излучения

Скорость испускания начальной гамма-радиации
У1П1.50. При расчетах доз радиации, основанных на данных,

приведенных на рис. УП1.35а, исходят из предположения, что об-
лучение продолжается в течение | мин. Это время, как указыва-

374 НАЧАЛЬНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ

тие защищает человека со всех сторон (рис. УПТ.49, 6). В этом
случае можно обеспечить ослабление как прямых, так и рассеян-
ных излучений. Однако поскольку интенсивность рассеянного из-
лучения меньше интенсивности прямого излучения, то для обеспе-

Е =:
$ в а =

\ /
Рассеяннов излучение
\ | /

Рис. УШ.49а. Объект, подвергающийся воздействию рас-
сеянного гамма-излучения

чения одинаковой степени защиты толщина слоя, предназначен-
ного для защиты от прямых лучей (в направлении ожидаемого
взрыва), должна быть больше толщины остальных слоев, предна-
значенных для ослабления рассеянного излучения,

Рис. УШ.49б. Объект,

защищенный от во
ного гамма-излучения

здействия рассеян-

Скорость испускания начальной гамма-

\У11.50. При расчетах доз

приведенных на ис. УП
ЛУчение прод . ге

радиации

радиации, основан
: › Исходят из п
олжается в течение | МИН.

ных на данных,
редположения, что об-

Это время, как указыва-

а
— ГАММА-ЛУЧИ
В эт 375
Лассе ом
ЯН ъ, УС ы я
(е)ы > лось, установлено с некоторой произ
бе ИЗ- бой период, в течение о ог6 у РОВНО нь.
Спе ядерной радиации. Однако для м одит испускание начальной
к аа * ления скорости испус
излучения при взрыве бомбы необх ни
1 обходимо иметь некото
ные данные. Если эту г рые исход-
: я данные известны, то можно составить неко-
х
ет
[<
=) -
З
з
ыы
%
|
5]
©
с
‚значен- с
даемого 5
предна- И
о 20 40 60 80 100
Суммарная доза 6 процентах
Рис. УШ.51. Зависимость суммарной дозы начального гамма-
излучения, выраженной в процентах, от времени облучения
(для двух различных случаев)
торое представление о величине дозы, которая будет получена в
том случае, если бы. удалось избежать длительного воздействия
начальной радиации, например путем использования каких-либо
укрытий спустя одну — две секунды после момента появления яр-
кой вспышки взрыва. ; )
111.51. Интенсивность начальных гамма-лучей в данной точке
ЗаВиСи от ряда условий, тлавными из которых являются мош-
ность ядерного взрыва И расстояние от этой точки до места взрыва.
График зависимости суммарной дозы начального гамма-излучения,
выраженной в процентах, от времени облучения для двух различ-
ванных’ ных случаев показан на рис- \ 111.51. Нижняя кривая графика ВЫ-
что об- ражает указанную зависимость для точки, находящейся на рас-
‹азывй

Г \11.53. Хотя нейтр

же в результате воздействия га

376

НАЧАЛЬНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ

стоянии 800 м от центра воздушного взрыва ядерного заряда с
тротиловым эквивалентом 20 тыс. т, а верхняя показывает ту же
зависимость для расстояния 2400 м и тротилового эквивалента в
5 млн. т. Из графика видно, что в течение первой секунды после
взрыва в первом случае будет получено около 65% ‚ а во втором слу-
чае — примерно 4% суммарной дозы начального гамма-излучения.

: 52. ЛИ изложенного выше в $ УП.54 следует, что если че-
ловеку не позже чем через одну секунду после момента появления
яркой вспышки взрыва удастся найти себе какое-либо укрытие,
например, путем быстрого залегания лицом вниз (лучше всего за
какой-нибудь прочный объект), то в некоторых случаях это может

_спасти человеку жизнь/ Кривые на рис. УПТ.51 показывают, что

при ядерном взрыве © большим эквивалентом гамма-излучение
испускается медленнее (в особенности на первых стадиях после
взрыва), чем при взрыве малой мощности. Из этого вытекает, что
при взрывах бомб крупного калибра избежать облучения одной
и той же дозой начального гамма-излучения практически легче,
чем при взрывах бомб малого калибра.

НЕЙТРОНЫ

Источники нейтронов

оны являются ядерными частицами, обла- ||
дающими сравнительно большой массой, а гамма-лучи представ- |
ляют собой электромагнитные излучения, аналогичные рентгенов-

ским лучам, однако их поражающее действие на организм в

{ своему характеру одинаково. Человек своими органами `чувств-тай`

же, как и в случае гамма-излучения, может обнаружить лишь очень
большие дозы нейтронов. Нейтроны могут распространяться в возЗ-
духе на значительные расстояния и вызывать поражения, размеры
которых значительно больше, чем можно было бы ожидать, исходя
из той небольшой энергии взрыва, которая приходится на их долю
(около 0,025%).

У11.54. Почти все нейтроны, испускаемые при ядерном взрыве,
освобождаются либо в процессе деления, либо в процессе синтеза
(см. $ 1.33, 1.57). Все нейтроны, испускаемые при синтезе, и больше
чем 99% нейтронов, испускаемых в процессе деления, выделяются
почти мгновенно, вероятно, в течение миллионных долей секунды
после момента взрыва. Эти нейтроны называются мгновенными.

У1Ш.55. Кроме того, в последующее после взрыва время испу-
скается около одного процента нейтронов деления, называемых
запаздывающими нейтронами. Однако, так как большая часть этих
запаздывающих нейтронов испускается в течение первой минуты
после взрыва, их поток представляет собой составную часть на-
чальной ядерной радиации. Некоторые нейтроны образуются так-

мма-лучей, обладающих высокой

а

легче,

обла-!
став- /
енов-
м п
в-та
очень
з воЗ-
меры
сходя
долю

НЕЙТРОНЫ ЭРЛ

= г Е ВЕ к еее я

энергиеи, на ядра веществ, из которых изготовлена ядерная бом-
ба. Однако эти нейтроны составляют ничтожную долю общего их
количества, и поэтому ими можно пренебречь.

УПТ.56. Хотя, как отмечалось выше, фактически все мгновен-
ные нейтроны освобождаются в течение миллионных долей се-
кунды после взрыва, они несколько задерживаются в процессе
преодоления оболочки, окружающей взорвавшийся ядерный за-
ряд. Это замедление является следствием многочисленных рассеи-
вающих столкновений нейтронов с ядрами, имеющимися в остат-
ках бомбы. В результате этих столкновений нейтроны, прежде чем
вырваться за пределы взорвавшейся бомбы, проходят сложный
зигзагообразный путь. Они обладают довольно большими скоро-
стями, но так как среднее фактическое расстояние, преодолевае-
мое нейтронами, относительно велико, то требуется некоторое
время, прежде чем они достигнут внешней поверхности огненного
шара. Однако запоздание, с которым вылетают мгновенные ней-
троны в окружающее пространство, составляет не более одной со-
той доли секунды после момента взрыва.

\У11.57. Необходимо отметить, что скорость движения нейтро-
нов меньше скорости света. Тем не менее время, необходимое для
того, чтобы почти все нейтроны прошли расстояние от точки
взрыва до места, где они представляют угрозу поражения, состав-
ляет около 1 секунды после момента взрыва. Таким образом, по-
пытка найти укрытие (см. $ УП.52) с целью уменьшения вели-
чины получаемой дозы нейтронов является малоэффективной.

Распределение нейтронов по энергиям

\УИ1.58. Нейтроны, образующиеся в процессе деления, обла-

дают различными энергиями, но все они фактически находятся в

области высоких энергий. Такие нейтроны, обладающие высокими

энергиями, называются быстрыми нейтронами, причем их энергия
по своему характеру является кинетической. В процессе столкно-
вений быстрых нейтронов с ядрами атомов между ними про-
исходит обмен кинетической энергиеи. ‚В результате такого пер
распределения энергии быстрые нейтроны теряют некоторую
часть своей энергии и становятся, следовательно, более мед-
ленными. Таким образом, нейтроны, вырвавшиеся после ея
бомбы в окружающее пространство, охватывают ны Я
зон скоростей (или энергий): от быстрых в промежу мы
х. Вследствие того, что нейтроны, обладающие ь-
у ловом (или температурном) равно

медленны Е
> &
ыы то называют тепловыми неит-

шей скоростью, нахо); +

весии с окружающей средой, их час

ронами. я а пределы взорвавшейся
ейтронов 3 р

№11.59. После выход ея, болыному числу рассеивающих

гаются
бомбы они снова ри кислорода и других элементов, на-
у роисходят в воздухе

столкновений с ядрами а
ходящихся В атмосфере. Эти столкновение

378 НАЧАЛЬНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ

ь = -
с меньшей частотой, чем в пределах ядерной бомбы. Это является
следствием того, что в атмосфере имеют место более низкое давле.
ние и меньшая концентрация ядер. Тем не менее результаты этих
столкновений имеют важное значение. Прежде всего доля энергии,
теряемая нейтроном при одном столкновении с ядром, является в
среднем тем большей, чем легче это ядро. А так как ядра атомов
кислорода и азота являются относительно легкими, то нейтроны
наиболее заметно замедляются именно в результате столкновений
в воздухе.

\11.60. Далее, при некоторых столкновениях, особенно с яд-
рами азота, может происходить захват нейтронов, в результате
которого они, как таковые, полностью исчезают (см. $ У11.9). Ве-
роятность захвата является наибольшей для медленных нейтронов.
Следовательно, при прохождении нейтронов через воздух, напри-
мер, от места взрыва бомбы до какой-либо точки на поверхности
земли, они вступают во многие взаимодействия, приводящие кпо-
тере нейтронов. Быстрые нейтроны, имеющие высокие энергии, об-
ладают способностью терять некоторую часть своей энергии и
вследствие этого замедляться. В то же время чем меньше. ско-
рость нейтронов, тем вероятность их захвата, а следовательно, и
исчезновения из состава ядерного излучения больше; при этом
необходимо иметь в виду, что захват нейтронов обычно сопровож-
дается испусканием гамма-лучей.

УШ.61. Для измерения интенсивности потока нейтронов, обра-
зующихся при взрыве ядерной бомбы, а также при изучении их
биологического действия важно иметь некоторые данные о том,
каким образом изменяется нейтронный спектр (распределение ней-
тронов по энергиям) в зависимости от расстояния от места взрыва.
Из ряда измерений, произведенных в ходе опытных ядерных взры-
вов в Неваде в 1955 г., вытекает (таковы по крайней мере были
показания применявшейся аппаратуры), что энергетический спектр
потока нейтронов остается одинаковым на таких расстояниях от
центра взрыва, которые представляют интерес с точки зрения их

биологического действия. Такой спектр принято называть равно-
весным спектром.

У11.62. Возможное объяснение э

того важного факта заклю-
чается в том, что вследствие сочета

взрыва площадь, на которой
становится все больше (см. $ УШ.34),
асть быстрых нейтронов с увеличением
то благоприятствует их захвату и при-
онов. Однако при этом доля нейтронов

распределяются нейтроны,
и, кроме того, некоторая ч
расстояния замедляется, ч
водит к потере этих нейтр

напри-
рхности
ие кпо-
гии, об-
ергии и
ше. ско-
льно, и
и этом
тровож-

в, обра-
нии их
‚ о том,
ние ней-
взрыва.
х взры-
›е были
‚ спектр

НЕЙТРОНЫ 379

с энергиями, находящимися в определенном диапазоне, остается в

основном одинаковой на всех расстояниях, представляющих прак-
тическии интерес.

Измерение потока нейтронов

\11.63. Нейтроны, будучи электрически нейтральными части-
цами, при прохождении через вещество сами непосредственно не
вызывают его ионизацию, или возбуждение. Они могут, однако,
вызвать ионизацию косвенным путем, взаимодействуя с некото-
рыми легкими ядрами. Когда быстрый нейтрон сталкивается, на-
пример, с ядром атома водорода, он может передать большую часть
своей энергии этому ядру. В результате ядро водородного атома
освобождается от связанного с ним электрона и начинает дви-
гаться в виде протона, обладающего высокой энергией (см.
$ У1Ш.16). Такой протон при прохождении через газ может созда-
вать значительное количество пар ионов. Таким образом, взаимо-
действие быстрого нейтрона с атомом водорода (или любым дру-
гим веществом, содержащим водород) может вызвать ионизацию
косвенно. Подобным же образом протекает ионизация, хотя и
в меньшей степени, при столкновении быстрых нейтронов с дру-
гими легкими ядрами, например с ядрами углерода, кислорода и
азота. Ионизация, обусловленная взаимодействием быстрых ней-
тронов с ядрами водорода и азота в ткани организма, является
главной причиной биологического поражения, вызываемого ней-
тронами.

\У11.64. Нейтроны, обладающие малыми и средними скоро-
стями, косвенно могут вызывать ионизацию также и другими пу-
тями. При захвате таких нейтронов легким изотопом бора (бора-10)
образуются две электрически заряженные частицы — ядро ге-
лия (альфа-частица) и ядро лития, обладающие высокой энер-
гией. Каждая из этих частиц может вызывать образование ионных
пар. Ионизация, вызванная косвенным путем нейтронами, может
быть также результатом деления ядер плутония или ядер изотопов
урана. Осколки деления представляют собой электрически заряжен-
ные частицы (ядра), обладающие высокой энергиеи; при движении
эти осколки вызывают на своем пути значительную ионизацию.

\У111.65. Все указанные выше процессы, приводящие к иониза-
ции косвенным путем, могут быть использованы для обнаружения
нейтронов и измерения интенсивности их потока. Приборы, исполь-

й как борные счетчики и камеры деле-
зуемые для этой цели, такие, ‹и Гейгера, обычно
ния, по принципу действия напоминают сеяаииаыта т
применяемые для измерения гамма-излучений. р

также тканеэквивалентные камеры, в которых р
ная нейтронами косвенным путем, сопоставляется

энергии, которая бы выделилась при взаимодействии этих неитро-

нов С животной тканью.

< обнаружения и
\11.66. Кроме отмеченных выше методов, для ру

380 НАЧАЛЬНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ

измерения потока нейтронов, обладающих различными скоростями,
широко используется так называемый метод активации. Некото.
рые элементы в результате захвата нейтронов превращаются
в радиоактивные изотопы (см. $ УШ.8). Этот метод основан на
определении величины наведенной активности, которая измеряется
по степени ионизации, создаваемой испускаемыми бета-частицами
или гамма-лучами,

В качестве детектора обычно используется тонкий лист (или
фольга), толщина которого должна быть такой, чтобы его влияние
на нейтронное поле было незначительным.

\11.67. Метод деления, как это видно из его названия, основан
на использовании реакции деления. Тонкий слой делящегося ма-
териала, например изотопа урана или плутония, подвергается об-

ной таким образом, можно определить количество делений и, сле-
довательно, интенсивность потока нейтронов.

\11.68, Доза нейтронов, измеренная в рад, поглощенная в рас-
сматриваемой точке, может быть определена расчетным путем по
результатам измерений, полученным при облучении фольги. При-
боры, основанные на измерении ионизации, обычно калибруются
по данным, полученным при активации фольги, и поэтому они мо-
гут быть также использованы для определения дозы нейтронов с

щиеся методы позволяют определять дозы поглощенных нейтро-
нов, измеренные в рад.

\У11.69. Для определения величины биологической дозы в брэ, в
том случае, если уже измерена поглощенная доза в рад, необхо-
димо знать значение относительной биологической эффективности
нейтронов (06э). Значение этой величины для нейтронов, образую-
щихся при ядерном взрыве, было в течение длительного времени
не вполне определенным. Опыты, производившиеся над мышами,
дают основание полагать, что значение относительной биологиче-
ской эффективности (06э) нейтронов, испускаемых при взрыве
ядерной бомбы, для таких расстояний, на которых можно ожидать
поражения людей (вследствие облучения нейтронами), равно при-
мерно 1,7. Некоторое подтверждение применимости такого значе-
ния по отношению к человеку было получено путем анализа дан-
ных о радиационных поражениях людей, собранных после ядер-
ных взрывов в Японии 1.

1 Значение относительной биологической
испускаемых при взрыве ядерной бомбы,
шено; однако в настоящее
стоверным. В литературе в

эффективности (06э) нейтронов,
равное 1,7, может быть несколько завы-
время это значение, пожалуй, является наиболее до-

стречается значение обз, равное 10 для быстрых ней-
тронов и 3—4 для медленных (тепловых) нейтронов; однако эти значения .отно-
сятся, в частности, к случаям невидимых нарушений зрения, ведущих к обра-
зованию катаракты.

НЕЙТРОНЫ 381

Зависимость дозы нейтронов от расстояния

\У11.70. В то время как величину дозы начального гамма-излу-
чения ядерного взрыва можно определить сравнительно простым
способом и получить данные, соответствующие результатам наблю-
дений, производившихся в ряде испытаний (см. $ УП1.35), расчет
дозы нейтронов является делом значительно более сложным. Эта
доза весьма заметно изменяется в зависимости от характеристик
взорванного ядерного устройства. Например, материалы, из кото-
рых изготовлена бомба, оказывают значительное влияние на коли-
чество захваченных нейтронов, а следовательно, и на число ней-
тронов деления, которым удается вырваться в окружающую среду,
и на их распределение по энергиям. Кроме того, как указывалось
в $ [.15, термоядерная реакция между дейтерием и тритием сопро-
вождается освобождением нейтронов с высокой энергией. Следова-
тельно, нужно ожидать, что при ядерном взрыве, в котором часть
освобождающейся энергии является результатом термоядерных
процессов (синтеза), доля быстрых нейтронов, обладающих высо-
кой энергией, будет больше, чем при взрыве одних только деля-
щихся веществ. Е

\У11.71. Очевидно поэтому, что как количество нейтронов, обра-
зующихся на каждую тысячу тонн тротилового эквивалента
взрыва, так и их энергетический спектр могут быть различными
в зависимости от типа ядерного оружия. Следовательно, использо-
вание единой кривой зависимости дозы нейтронов от расстояния
аналогично использованию кривой, построенной для начального
гамма-излучения (см. рис. У1Ш.35а), для оценки дозы нейтронов,
полученной при взрыве любой заданной мощности, связано с ри-
ском допустить ошибку. Такая кривая, выражающая зависимость
дозы нейтронов от расстояния для воздушного взрыва ядерного за-
ряда с тротиловым эквивалентом | тыс. т, представлена на
рис. УП.71. На этой кривой доза нейтронов измерена в биологиче-
ских рентген-эквивалентах (брэ), вследствие чего эта доза слу-
жит мерой биологической эффективности. Чтобы определить вели-
чину дозы, полученной на заданном расстоянии от центра взрыва
для тротилового эквивалента тыс. т, необходимо значение дозы,
определенное для этого расстояния из графика, умножить на \.
Этот метод расчета не является абсолютно точным, однако он, ве-
роятно, отвечает требованиям практики. Как и для других видов
излучения, доза нейтронов с увеличением расстояния от центра
взрыва уменьшается частично вследствие того, что нейтроны рас-
пределяются на все большей площади (обратно пропорционально
квадрату расстояния), и частично из-за их поглощения и рассея-
ния в окружающей среде. ,

\11.72. График, показанный на рис. \111.71, можно преобразо-
вать в другой график, изображенный на рис. УП1.72. На этом гра-
фике показана зависимость величины дозы нейтронов, выражен-

==
— ЕЖЕ
ео х =
5.
хх
—
= г
-
©
5 —
х
[-] а ы
а
Г ==
0,0% Г
| |
0,01
0,004 ыы ЕС ТВ
0,001
0,8 1,61 2.4 3,22

Расстояние от центра взрыва 8 км

Рис. УШ.71. Зависимость дозы нейтронов от расстояния до
центра воздушного взрыва ядерного заряда с тротиловым
эквивалентом 1 тыс. т

|

я аа кд. ный иообашещые Поыьчаии иль ши

ВЫ

НЕЙТРОНЫ

Тротиловый эквивалент 8 тыс т

0 161 3,20. 4,83
Расстояние от центра взрыва 8 км

Рис. УШ.72. Зависимость величины дозы нейтронов от тро-
тилового эквивалента и расстояния до центра ‘воздушного
взрыва -

НАЧАЛЬНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ

ной в брэ, от расстояния до центра воздушного взрыва и значения
тротилового эквивалента. По данным графика, показанного на
рис. У1Ш.71, с применением закона подобия или графика
(рис. У1Ш.72) с применением интерполяции между кривыми можно.
например, вычислить, что доза нейтронов, полученная на расстоя
нии 1,6 км от центра воздушного взрыва ядерного заряда с троти-
ловым эквивалентом 100 тыс. т, составляет около 200 бра.

Защита от нейтронов

\11.73. Защита от нейтронов является более трудной пробле-
мой, чем защита от гамма-лучей. Для обеспечения защиты от
гамма-излучения необходимо разместить между источником гамма-
лучей и облучаемым объектом слой материала достаточной массы.
Тяжелые металлы, такие, как железо и свинец, вследствие их вы-
сокой плотности являются хорошими материалами для защиты от
гамма-лучей. Однако использование для защиты от нейтронов
одних этих металлов не может дать вполне удовлетворительного
результата. Защитный экран, изготовленный из стали, приведет
лишь к некоторому ослаблению нейтронного потока, испускаемого
взорвавшейся ядерной бомбой, однако это ослабление будет мень-
шим, чем при применении защитного экрана, изготовленного из
особого бетона. Описание данного тина экрана приводится ниже.

\У11.74. Ослабление нейтронов, испускаемых при ядерном
взрыве, включает в себя несколько отдельных процессов. Во-пер-
вых, очень быстрые нейтроны должны быть замедлены до средних
скоростей; для этого требуется соответствующий материал, обла-
дающий хорошей способностью неупруго рассеивать нейтроны.
Такой материал должен содержать, например, барий или
железо. Затем нейтроны, обладающие средними скоростями,
должны быть замедлены при помощи материалов, содержащих
элементы с небольшими атомными весами, до малых скоростей
В этом отношении наиболее подходящим материалом является
вода, так как оба элемента, из которых она состоит (водород и
кислород), имеют небольшие атомные веса. Затем медленные (теп
ловые) нейтроны должны быть поглощены. Это не представляет
собой сложной проблемы, так как водород, содержащийся в воде,
легко обеспечивает достижение этой цели. К сожалению, однако.
большая часть реакций, связанных с захватом нейтронов, сопрово-
ждается испусканием гамма-лучей (см. $ УП1.8). Следовательно,
для того, чтобы свести к минимуму выход из защитного экрана
гамма-лучей, возникающих при захвате нейтронов, он должен
включать в себя достаточное количество материалов, обладающих
хорошей способностью ослаблять гамма-лучи.

\11.75. Как правило, бетон или сырой грунт обеспечивает до-

статочно хорошую защиту как от нейтронов, так и от гамма-лучей.

пример
ших ку
ющиеся
защити
как от

нейтрон

385

НЕЙТРОНЫ

Хотя эти материалы в обычном виде не содержат элементов с боль-
шим атомным весом, однако они имеют в своем составе довольно
большое количество водорода, обеспечивающего замедление и за-
хват неитронов, а также кальция, кремния и кислорода, хорошо
поглощающих гамма-излучение. Например, слой бетона толщиной
25,4 см уменьшает дозу нейтронов примерно в 10 раз, а толщиной
в 50,8 см — приблизительно в 100 раз. Начальное гамма-излучение
будет ослабляться бетоном в меньшей степени, но при достаточно
больших толщинах им можно пользоваться для защиты как от ней-
тронов, так и от гамма-лучей, испускаемых при ядерном взрыве.
Сырой грунт, как можно полагать, будет вести себя таким же об-
разом.

\11.76. Увеличения степени ослабления ядерных излучений
можно достигнуть использованием измененного по составу («тяже-
лого») бетона, который приготовляется путем добавления к обыч-
ной бетонной смеси значительного количества железной руды, на-
пример бурого железняка (лимонита), и включения в нее неболь-
ших кусочков железа, для чего можно использовать обрезки, оста-
ющиеся после штамповки. Наличие тяжелого элемента повышает
защитные свойства материала при данной толщине (или объеме)
как от нейтронов, так и от гамма-лучей. Для уменьшения дозы
нейтронов в 10 раз требуется слой тяжелого бетона толщиной при-
мерно в 18 см.

УПТ.77. Наличие бора и его соединений в составе материалов,
предназначенных для ослабления потока нейтронов, улучшает за-
щитные свойства этих материалов. Это вытекает из того, что лег-
кие изотопы (бор-10) лучше захватывают медленные нейтроны
(см. $ У1Ш.64), причем этот процесс сопровождается испусканием
гамма-лучей средней энергии (0,48 Мэв), которые сравнительно
легко могут быть ослаблены. Следовательно, чтобы улучшить спо-
собность бетона к поглощению нейтронов, в него можно ввести, на-
пример, минерал колеманит, который содержит большое количе-
ство бора.

\У11.78. В $5 У11.49 отмечалось, что из-за рассеяния, которому
подвергаются гамма-лучи, экранирование должно обеспечивать за-
щиту от гамма-излучения со всех направлений. Примерно то же
самое можно сказать и в отношении нейтронов. Как указывалось
выше, нейтроны при прохождении через воздух сильно рассеива-
ются, и поэтому, когда они достигают поверхности земли, даже на
средних расстояниях от места взрыва, направления их движения
становятся самыми разнообразными. Однако на значительных рас-
стояниях от места взрыва многие рассеянные нейтроны обладают
сравнительно небольшими энергиями, вследствие чего значение та-
ких нейтронов в создании общей биологической дозы относительно
невелико. Частичная защита от поражения нейтронами может быть,
следовательно, достигнута при использовании в качестве экранов
различных предметов или сооружений, которые защищают от пря-

25 Действие ядерного оружия

386 НАЧАЛЬНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ
о.

мого нейтронного потока, распространяющегося со стороны взрыва
Более полная защита, как и защита от гамма-лучей, обеспечи.
вается замкнутыми укрытиями.

НАЧАЛЬНЫЕ ГАММА-ЛУЧИ И НЕЙТРОНЫ
Сравнение доз

УШ.79. В предыдущих разделах данной главы были отдельно
рассмотрены гамма-лучи и нейтроны. Испускание гамма-лучей и
нейтронов в течение первой минуты с момента взрыва, как ука-
зывалось ранее, составляет начальную радиацию ядерного взрыва.
В связи с этим представляет значительный интерес сравнение доз,
получаемых за счет этих двух типов излучения, и рассмотрение их
комбинированного действия, так как характер поражений людей,
вызываемых этими излучениями, в основном одинаков. Хотя вели-
чина дозы ядерной радиации не изменяется строго пропорцио-
нально мощности взрыва, однако общие выводы заметно не изме-
нятся, если принять, что такая пропорциональность существует.

У\Ш.80. Для получения указанного сопоставления на графике,
изображенном на рис. У1П.80, совмещены кривые рис. УП1Т.35а и
УПТ.71, которые выражают соответственно изменение величины доз
гамма-лучей и нейтронов при воздушном взрыве ядерного заряда
с тротиловым эквивалентом | тыс. т. На графике показана кривая,
характеризующая изменение суммарной биологической дозы, из-
меренной в брэ. Анализ характера изменения величины доз гамма-
лучей и нейтронов показывает, что вблизи центра взрыва доза
нейтронов больше дозы гамма-лучей почти в 2 раза. Однако по
мере увеличения расстояния величина дозы нейтронов уменьшается
значительно быстрее величины дозы гамма-излучения; поэтому на-
чиная с определенного расстояния доза гамма-излучения стано-
вится больше дозы нейтронов. В конечном счете на сравнительно
больших расстояниях от места взрыва величина дозы нейтронов

оказывается незначительной по сравнению с величиной дозы
гамма-излучения.

Зависимость дозы нейтронов и гамма-лучей от мощности
: взрыва

У11.81. Данные графика, изображенного на рис. УПТ.8 1, позво-
ляют проанализировать еще один интересный вопрос, связанный
с только что рассмотренным вопросом. Если, например, принять
величину суммарной биологической дозы начальной ядерной ра-
диации, равной в одном случае 600 и в другом 200 брэ, то можно
построить соответственно две кривые изменения соотношения до-

НАЧАЛЬНЫВ ГАММА-ЛУЧИ И НЕЙТРОНЫ 387

НВ

Суммарная

Доза 8 рентегенах (р} или брэ

0 0,8 1,61 2,4 3,22
Расстояние от центра взрыва 6 км

Рис. \1.80. Сопоставление доз нейтронов и начального
гамма-излучения при воздушном взрыве ядерного заряда
с тротиловым эквивалентом 1 тыс. т

лей от этих суммарных доз, обусловленных как гамма-лучами, так
и нейтронами в зависимости от мощности ядерного взрыва. Ука-
занные значения суммарных доз выбраны потому, что они соответ-
ствуют расстояниям, на которых возможна эффективная защита
при помощи укрытий с небольшими защитными толщами, напри-
мер, для грунта защитный слой может иметь толщину 90 см. Из
рис. У11Т.81 видно, что при этих заданных условиях значительные

>

доли от суммарной дозы излучения, обусловленные нейтронами,
25*

у

1
|

иииниенаяинининии

НАЧАЛЬНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ
Е о мм ет

соответствуют малым значениям тротилового эквивалента. Для
средних и больших значений тротилового эквивалента удельное
значение гамма-лучей в определении величины суммарной дозы
излучения становится преобладающим.

\111.82. Следует подчеркнуть, что изложенные выше выводы
действительны только для суммарных доз излучения. Расстояния
от центра взрыва, на которых эти дозы будут получены, можно
определить путем интерполяции кривых, изображенных на
рис. \11.82; эти кривые характеризуют зависимость между сум-
марной дозой начальной ядерной радиации, мощностью взрыва и
расстоянием. Для больших значений доз, то есть доз, получаемых
на относительно небольших расстояниях от эпицентра взрыва,
доля суммарной дозы, обусловленная нейтронами, все больше и
больше увеличивается. Характер начальной ядерной радиации

Доля от суммарной дозы, обусловленная потоком нейтронов, 8
00 80 50 40 20 0

1
20000

10000
7000

4000
2000

1000
700

400
200

100
70

40
20
1

т

Тротиловый эквивалент 8 тыс

0
И
4
2
1

0 20 40 60 80 100

Доля от суммарной дозы, обусловленная начальным
гамма - излучением, 8 %

Рис. УШ.81. Относительные доли суммарной биологической
дозы, обусловленные нейтронами и начальным гамма-излу-
чением

‚^ _ГАММА-ЛУЧИ И НЕЙТРОНЫ
ММА-ЛУЧИ И НЕЙТРОНЫ 389

0 1,6} 3,2 4,8
Расстояние от центра взрыва В км
ь величины суммарной дозы началь-
гамма-лучи + нейтроны) от тротило-
яния до центра взрыва

Рис. УШ.82. Зависимост
ной ядерной радиации (
вого эквивалента и рассто

В данном месте определяется, таким образом, мощностью
ядерного взрыва и величиной суммарной дозы излучения, по-
лученной в этом месте. Для больших доз и для взрывов с ма-
лым значением тротилового эквивалента доля суммарной дозы,
обусловленная нейтронами, относительно больше доли, обуслов-
ленной гамма-лучами; для средних величин доз или ‚для больших
значений тротилового эквивалента справедливо обратное соотно-

шение,

390 НАЧАЛЬНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ РАСПРОСТРАНЕНИЯ И ПОГЛОЩЕНИЯ
ЯДЕРНОЙ РАДИАЦИИ !

Взаимодействие гамма-лучей с веществом

\11.83. Известны три основных типа взаимодействия гамма-
лучей с веществом, в результате которого гамма-лучи рассеиваются
и поглощаются. Первый из них называется комптон-эффектом
(рассеивание). При этом взаимодействии фотон (квант) гамма-из-
лучения сталкивается с одним из электронов атома, в результате
чего некоторая часть энергии этого фотона передается электрону.
Фотон, потерявший часть своей энергии, изменяет направление
своего движения. Это значит, что в результате такого взаимодей-
ствия с веществом гамма-лучи подвергаются рассеянию, вследствие
чего они теряют свою энергию.

\У11.84. Общая величина потерянной при рассеянии энергии,
приходящаяся на один атом вещества, с которым взаимодействуют
гамма-лучи, пропорциональна количеству электронов в атоме, т. е.
атомному номеру элемента (см. 6 1.8). Следовательно, величина
рассеянной энергии, приходящаяся на один атом, больше для
тех элементов, атомный номер которых выше, и меньше для эле-
ментов с малыми атомными номерами. Для всех элементов незави-
симо от их атомного номера рассеяние быстро уменьшается с ро-
стом энергии фотонов гамма-излучения.

УПТ.85. Вторым типом взаимодействия гамма-лучей с веществом
является фотоэлектрический эффект. Фотон, имеющий энергию, не-
сколько ббльшую, чем энергия связи электрона в атоме, передает
всю свою энергию электрону, который в результате этого выры-
вается из атома. Поскольку фотон, вызывающий фотоэлектриче-
ский эффект, теряет всю свою энергию, он, как таковой, прекра-
щает свое существование. В этом отношении данный процесс и от-
личается от рассеяния, при котором фотон после взаимодействия
с электроном не исчезает, а все еще сохраняется, хотя энергия этого
фотона и уменьшается. Потеря энергии фотона гамма-излучения
при фотоэлектрическом эффекте, приходящаяся на один атом, так
же как и в случае рассеяния, увеличивается с ростом атомного
номера элемента, через который проходят гамма-лучи; по мере
увеличения энергии фотона эта потерянная энергия очень быстро
уменьшается.

\У11.86. Третьим типом взаимодействия гамма-излучения с ве-
ществом является процесс образования пар. Этот процесс состоит
в следующем. При прохождении фотона гамма-излучения, энергия
которого превышает 1,02 Мэв, вблизи ядра атома может произойти
образование из этого фотона пары частиц, а именно позитрона и
электрона. Как и в случае фотоэлектрического эффекта, процесс

образования пар сопровождается исчезновением фотона гамма-из-
ВОиааак

1 о
Этот раздел при чтении данной главы может быть опущен,

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ЯДЕРНОЙ РАДИАЦИИ 39]

лучения. Позитрон сразу же после его образования вступает во
взаимодействие с электроном, при этом образуются два фотона,
энергия которых меньше энергии первоначального фотона. Интен-
СиВЕОСТЬ процесса образования пар в пределах одного атома, так
же как и ПЕН ИвНоСтЬ процессов при других видах взаимодей-
ствия, увеличивается с ростом атомного номера элемента; кроме
того, образование пар идет более интенсивно с возрастанием энергии
фотона (при этом энергия фотона должна быть не менее 1,02 Мэв).

‚ УШ.87. Из рассмотрения трех описанных выше типов взаимо-
действия следует, что во всех случаях интенсивность взаимодей-
ствия, отнесенная к одному атому, возрастает с увеличением атом-
ного номера (или атомного веса) вещества, через которое прохо-
дят гамма-лучи. Кроме того, каждый акт взаимодействия сопро-
вождается либо полным исчезновением фотона либо уменьшением
его энергии. Конечным результатом является некоторое уменьшение
интенсивности или мощности дозы гамма-лучей. Так как увеличение
атомного веса вещества обычно сопровождается примерно таким
же ростом его плотности, то количество атомов в единице объема
у разных веществ остается примерно одинаковым. Поэтому данный
объем (или толщина) материала, содержащего элементы с боль-
шим атомным весом (тяжелые элементы), будет обеспечивать более
эффективную защиту от гамма-лучей, чем такой же объем (или
толщина) материала, содержащего только элементы с малым атом-
ным весом (легкие элементы). Иллюстрация различия в поведении
этих материалов при прохождении через них гамма-лучей будет
дана ниже.

\11.88. Другой важный факт состоит в том, что вероятность как
рассеяния, так и фотоэлектрического эффекта (в пределах одного
атома) понижается с увеличением энергии фотонов гамма-излуче-
ния. Однако вероятность процесса образования пар, который начи-
нается при энергии фотонов, равной 1,02 Мэв, увеличивается с ро-
стом энергии фотонов сверх этой величины. Сочетание различных
ослабляющих эффектов, из которых два с ростом энергии фотонов
уменьшаются, а один увеличивается, означает, что при некоторой
энергии фотонов, превышающей 1,02 Мэв, поглощение еж
чения данным материалом должно быть минимальным. Наличие та

кого минимума будет показано ниже.
Коэффициенты поглощения гамма-лучей

Й мированный) пучок гамма-лучей

11.89. Если узкий (или коллимир Е.
определенной энергии, имеющий интенсивность 10,

количеством гамма-лучей опреде-

1 Интенсивность излучения определяется ое проходит в единицу вре-
ленной энергии (монохроматического излучения), котор т т пропорциональна
мени через единицу площади В данном месте. В р ЕН ре
мощности дозы. Однако уравнение (У111.89.1) можно полученной на данном
ления ослабления суммарной (аккумулированной) доз ‘ном либо на открытой
расстоянии объектом, находящимся за защитным экр
местности,

р ыыы

392 НАЧАЛЬНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ

оо нвняЕаЕЬ

материала толщиной х, то интенсивность Г лучей после их прохож.
дения через этот слой можно представить в виде уравнения

уе (У1.89.1)

где и представляет собой линейный коэффициент поглощения.

Расстояние обычно выражается в сантиметрах, поэтому размер-
ность линейного коэффициента поглощения можно представить в
виде см '. Значение коэффициента | для любого материала и для
гамма-лучей определенной энергии пропорционально сумме коэф-
фициентов поглощения, обусловленных рассеянием, фотоэлектри-
ческим поглощением и образованием пар. Из уравнения
(\11.89.1) видно, что для данной толщины слоя материала х ин-
тенсивность или доза / проходящих через этот слой гамма-лучей
будет тем меньше, чем больше величина |.

Другими словами, линейный коэффициент поглощения любого
материала служит мерой защитной способности слоя этого мате-
риала определенной толщины, например одного сантиметра, одного
метра ит: д. (в зависимости от размерности в).

\111.90. Значение в при любых заданных условиях может быть
рассчитано при помощи уравнения (УП1.89.1) путем определения
интенсивности или дозы гамма-лучей до (1о) и после (Г) прохожде-
ния излучения через слой материала известной толщины х. Неко-
торые данные, определенные таким путем для гамма-лучей с энер-
гией от 0,5 до 10 Мэв, представлены в табл. У11.90. В этой таблице
данные, относящиеся к бетону, даются для обычного бетона с плот-
ностью 2,3 г/см3. Для специального тяжелого бетона, содержащего
железо, окислы железа и бариты, значение коэффициентов увели-
чивается приблизительно пропорционально плотности.

Таблица \1.90

Значение линейных коэффициентов поглощения для гамма-лучей

О Е ЕЕ о чииинию

Энергия Линейный коэффициент поглощения (р), см!
гамма-лучей,

Мэв воздух ] вода | бетон | железо ] свинец
0,5 ТЖ -е 0,097 0,22 0,66 1,7
10 0,81% 10— 0,071 0,15 0,47 0,80
20 0,57% 10— 0,049 011 0'33 0,52
3,0 0,46%10— 0,040 0,088 0,28 0,47
4,0 0,41% 10—4 0,034 0,078 0,26 0,47
50 0,35% 10— 0,030 0,071 0'25 0,50

10 0,26Ж10— 0,022 0,060 0,23 0,61

11.91. Путем соответствующих измерений и теоретических рас-
четов можно определить значения отдельных слагаемых, опреде-
ны полную величину линейного коэффициента поглощения
№ полн); ЭТИ отдельные слагаемые обусловлены рассеянием (Ррас),

о.
Эхо.

ИЯ,
А ЗМе
ить >
И Для
Коэф.
сктри-
нения
Х ин-
-Лучей

пюбого
_ мате-
одного

т быть
еления
хожде-
Неко-
с энер-
аблице
с плот-
кащего
увели-

_ уш.90

‹ ПРОС -
НЕКОТОРЫЕ ВОПЕ Осы РАСПРОСТРАНЕНИЯ ЯДЕРНОЙ РАДИА
ВЕ АДИАЦИИ 393

отоэлектрическим поглощением ( р.

| (шир). КРИВЫЕ, О Рон НЫ

коэффициента поглощения и отдельных его слагаемых а

типичного тяжелого элемента (с большим атомным и и

дающего большим коэффициентом поглощения, п и. в

рис. \1П.91а. Такие же кривые, полученные для в = -
} -

2,0

[ЕЕ

0 2, 4 6 8
Энергия гамма -излучения (Мэв)

Рис. УШ.91а. Зависимость линейного коэффициента поглоще-
ния и его составляющих от энергии гамма-лучей (для свинца)

10

Коэффициент поглощения (ь/ем)

ставляющего собой смесь легких элементов (с небольшим атомным
весом) и обладающего небольшим коэффициентом поглощения,
показаны на рис. \111.916. Из этих графиков видно, что во всех
случаях при малых энергиях гамма-лучей величина линейного
коэффициента поглощения с ростом энергии гамма-фотонов умень-
шается. Это обусловлено, как указывалось выше, комптоновским
рассеянием и фотоэлектрическим поглощением. При увеличении
энергии фотонов сверх 1,02 Мэв начинает играть все более замет-
ную роль процесс образования пар. Поэтому с увеличением энер
гии гамма-излучения значение коэффициента ослабления проходит
через минимум и при достаточно большой энергии фотонов значе-

ние этого коэффи величиваться. Это видно из
пиента начинает У
г графы табл. \У111.90

рис. УП.91а, а также из данных последней

(данные для свинца). Для элементов © меньшими атомными Ве^

сами увеличение коэффициента поглощения начинается лишь тогда,

когда энергия гамма-фотонов достигает очень высоких ое

например для бетона — около 17 Мэв и для воды — около 50 м
\111.92. Тот факт, что по мере увеличения энергии гамма-луче

линейный еньшается и может пройти
коэ ощения Ум
еее О ы решении проблемы за-

Через мин ри
имум, имеет важное значение пр й я
о Например, защитный экран, предназначенный для ослабле

виа == < >

пить амины

очен Ао

394 НАЧАЛЬНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ

ния гамма-лучей с энергией 1 Мэв, будет вследствие меньшего
значения линейного коэффициента поглощения мы
эффективным при ослаблении гамма-излучений с энергией 10 Мэв.
Это положение остается справедливым независимо от материала, из
которого изготовлен защитный экран. Гамма-лучи начальной ра-
диации ядерного взрыва имеют широкий диапазон энергии, вплоть
до 10 Мэв и выше. Однако с целью проведения приближенных рас-

Коэффициент поглощения (1. 10+|см)

0 2 балы 8 то
Энергия гамма - излучения (Мэв)

Рис. УШ. 916. Зависимость линейного коэффициента погло-
щения и его составляющих от энергии гамма-лучей (для
воздуха)

четов толщин защитных экранов эмпирическое (или эффективное)
значение энергии фотонов гамма-излучения, равное 4,5 Мэв, дает,
по-видимому, вполне удовлетворительные результаты (это значе-
ние, как будет показано в главе [Х, не применимо к остаточному
ядерному излучению).

\11.93. Из данных, приведенных в табл. УПТ.90, следует, что
для любой заданной величины энергии гамма-лучей значения ли-
нейных коэффициентов поглощения возрастают слева направо, т.е.
увеличиваются с ростом плотности вещества. Следовательно, слой
плотного материала данной толщины будет ослаблять гамма-излу-
чение в большей степени, чем слой материала такой же толщины,
но менее плотный (см. $ У1.41).

Массовый коэффициент поглощения
У11Т.94. Было установлено, что в первом приближении линейный

коэффициент поглощения для гамма-лучей с данной энергией про-
порционален плотности поглощающего (экранирующего) мате-

ое)
ет,
‚че-
›му

что
ли"
Г. е:
пой
лу
НЫ,

ЕКОТОРЫЕ ВОПРО
Н 2 = ь сы Е АСПРОСТРАНЕНИЯ ЯДЕ А,
Е ЗРНОЙ Р/ ДИАЦИИ 395

риала. Это значит, что отношение лине
щения данного материала к его п
коэффициентом поглощения,

остается примерно одинаковым
особенно справедливо для эле
атомным весом (включая же

й
м ного коэффициента погло-
ны ры называемое массовым
нной энергии
гамма-лучей
ыы всех веществ. Это ооо
ентов с небольшим и средним

лезо, атомный в <
ме ес которого
и при энергии гамма-лучей порядка нескольких ЛОТО,

вольт. При этих условиях велич
ина коэффициента
пог
ее 95 Бе коэффициента оИОНбВеКОТО
расе . рис. .916). Эффективный й
: массовый коэффи
поглощения гамма-лучей начальной радиации для лы О
грунта и железа равен примерно 0,021, при этом плотность выра-
жается в граммах на кубический сантиметр 1.
У1Ш.55. и плотность экранирующего материала через р,
уравнение (У11.89.1) можно переписать в следующем виде:

1 ьх 7
= =е` =е 9, (УШ.95.1)

1
где 25 — степень поглощения (см. $ У11.46) гамма-лучей защит-

ным экраном толщиной х см;

ы ы
> = Массовый коэффициент поглощения.

Приняв для гамма-лучей начальной радиации = равным 0,021,

получаем следующее выражение для определения степени погло-

щения:
^. =. е2:б21вх .

выше выражением, можно с достаточ-
пень ослабления гамма-лучей экраном

стны его плотность и толщина, а
риал состоит из элементов с не

Пользуясь приведенным
ной точностью рассчитать сте
из любого материала, если изве
также при условии, что этот мате
большим или средним атомным весом.

Толщины слоев половинного и десятикратного ослабления

гласно определению,

Я любого материала
ское) гамма-

11.96. Слой половинного ослабления со
данному в $ \У1Ш.42, представляет собой ри
такой толщины, при которой данное (монохр

коэффициента поглощения явВ-
ий его возможно применить для
их пучках излучения (см.

ного массового
таком значени
толщины при широк

' Указанное значение эффектив
ляется приемлемым, поскольку при,
расчета защитных экранов большой
У \11.99 и далее).

НАЧАЛЬНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ

396 т
излучение ослабляется в два ии образом, подставляя
в уравнение (\У11.89.1) отношение т», равное !/», получим
ро 1
е И? = —-, (УШ.96.1)

где х,›— толщина слоя половинного ослабления в сантиметрах,
Пользуясь уравнением (\У11.96.1), легко показать, что

0,693
к (УШ.96.2)

Следовательно, толщина слоя половинного ослабления гамма-
лучей с данной энергией является величиной, обратно пропорцио-
нальной линейному коэффициенту ослабления данного материала.
Очевидно, что эта величина не зависит от интенсивности (или
дозы) излучения.

\11197. Приняв значение массового коэффициента ослабления

ЧЕ. для начальных гамма-лучей за постоянную величину, равную

р
0,021, из уравнения (\У11.96.2) находим, что

х — 0683 _ 33
о Они БР
где х,„ измеряется в сантиметрах, а плотность р в граммах на ку-
бический сантиметр.
По данным табл. УП1.44 плотность обычного бетона составляет

2,3 г/смз, толщина слоя половинного ослабления равняется при-
мерно 15 см.

\11.98. Для слоя десятикратного ослабления отношение
т = 0,1; тогда выражение для определения толщины %.› полу-
ченное из уравнения (\УП1Т.89.1), можно записать в следующем виде:

2,30
Е о

и применительно к гамма-лучам начальной радиации выражение

для определения толщины слоя десятикратного ослабления при-
обретает вид

110
Хол == Се см.

Для бетона толщ
ина слоя десятикратного о на,
таким образом, 48 см. Е и

и НЕКОТОРЫ Е _ВОПРОСЫ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ЯДЕРНОЙ РАДИАЦИИ 397

Толстые защитные экраны. Коэффициент возрастания

78 7ра
У в Уравнение (У11.89.1), строго говоря, применимо лишь
1) к случаям, когда фотоны, рассеиваемые в результате комптонов-
ского взаимодействия, можно было бы считать полностью удаляю-
щимися из пучка гамма-лучей. Такое положение действительно
имеет место для узких пучков или для защитных экранов средней
толщины; однако это положение теряет свою силу для широких пуч-
ков гамма-лучей и для защитных экранов большой толщины. В по-
2) следних случаях фотон, перед тем как пройти сквозь защитный
экран, может претерпеть многократное рассеяние. Для широких
пучков излучения и толстых экранов, представляющих интерес

га- с точки зрения защиты от ядерных взрывов, величина интенсив-
И | ности (или дозы) излучения /, проходящего через экран, получается
па. больше величины, вытекающей из уравнения (\11.89.1). Учет влия-
ли ния многократного рассеяния излучений осуществляют путем вве-

дения в это уравнение так называемого «коэффициента возраста-
ния», обозначаемого через В (х), величина которого зависит от тол-
ИЯ | шины защитного экрана. Таким образом, уравнение (\У11.89.1)
ую можно записать в виде

71 В(х)е®. (\1И.99.1)

\11.100. Величина коэффициента возрастания была определена
для целого ряда элементов на основании теоретических соображе-
ний. Кривые зависимости коэффициента возрастания от атомного
номера и толщины слоя поглощающего материала для монохрома-
ку- тических гамма-лучей с энергией 4 Мэ8 и 1 Мэв приведены соответ-

ственно на рис. У1.100а и 6. На этих кривых толщина слоя погло-

нет щающего материала выражается в единицах рх, т. е. через число
ри- длин релаксации (см. $ \11.104). Численные значения коэффициен-
} тов возрастания, приведенные на рис. \У111.100а, можно с достаточ-

ной для практики точностью применять для оценки ослабления на-

тие чального гамма-излучения, а данные, приведенные на рис. \У111.1006,

- можно использовать для расчета толщин защитных экранов, пред-
Е назначенных для ослабления остаточной ядерной радиации

е: |

Е | м И. р приведенного выше рассуждения видно, что понятие
«слой половинного (десятикратного) ослабления» о

только к монохроматическим излучениям и Е

нам, для которых коэффициент возрастания еее рее и.

ние если принять массовый коэффициент 94) ИЕН
ри” чальной радиации равным 0,021 (см. $ м ан п
ближенно учитывается, © тан ты рые а, ОСИ
гамма-излучения, испуске ы Е

а орбит возрасти оби приредтые в

едова , ,
$ м 96 1 98, ‘позволяющие определять толщины слоя

‚нд’

м ый А

398

НАЧАЛЬНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ

100

20

Коэффициент возростания
>

20 40 60 80 100

Атомный номер

Рис. УШ.100а. Зависимость коэффициента возрастания от
атомного номера для начального гамма-излучения с энергией

100

фотонов 4 Мэв

Коэффициент возрастания
5

Рис. \УШ.1006. Зависимость ко
атомного номера для остаточно

20

40 60 80 100
Атомный номер

эффициента возрастания от

го гамма-излучения с энер-
гией фотонов 1 Мэв 2

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ЯДЕРНОЙ РАДИАЦИИ 399

половинного и десятикратного ослабления, остаются справедли-
выми для практических расчетов степени ослабления гамма-лучей
начальной радиации защитными экранами с большой толщиной.

Распространение гамма-лучей от источника

\У11.102. При изложении предыдущего раздела не учитывалась
ни природа источника гамма-лучей, например, ядерного взрыва, ни
расстояние от него. В этом разделе рассматривалось лишь соотно-
шение между интенсивностью излучения, падающего на слой за-
щитного материала той или иной толщины, предназначенный для
ослабления излучения, и интенсивностью (или дозой) лучей, прохо-
дящих через этот защитный слой. Для установления связи между
значением дозы падающего излучения, которая определяется вели-
чиной [о И характеристиками источника гамма-лучей, например,
ядерного взрыва, необходимо учитывать, что с. увеличением рас-
стояния от источника излучения величина дозы гамма-лучей умень-
шается пропорционально квадрату этого расстояния (вследствие
распределения излучения на все большей площади) и что ослабле-
ние излучений, кроме того, будет вызываться их рассеянием и по-
глощением в атмосфере. Процесс рассеяния и поглощения излуче-
ний в атмосфере в принципе, однако, не отличается от процесса,
рассмотренного выше в связи с проблемой защитного экраниро-
вания.

\ 111.103. Вследствие того, что расстояния, на которых требуется
производить оценку дозы ядерного излучения, обычно значительно
превосходят размеры взорвавшейся бомбы, последнюю можно счи-
тать точечным источником, испускающим в общей сложности К,

начального гамма-излучения, выраженного в соответствующих еди-
ницах. Следовательно, на расстоянии Д от точки взрыва количество
начальных гамма-лучей, приходящееся на единицу площади, со-
К. С
ставит арх ых . При этом не учитываются потери излучении, обус-
ИТ
ловленные их рассеянием и поглощением в воздухе. Эти потери
можно учесть при помощи уравнения (1.99.1), так как для пред-
ставляющих интерес расстояний коэффициент возрастания значи-
тельно больше единицы. Однако проще воспользоваться уравне-
нием (\У11.89.1) и подобрать коэффициент поглощения таким обра-
зом, чтобы он соответствовал получающимся на практике ет"
там измерений. Это приводит к тому, что Го, представляющее $ ой
дозу начального гамма-излучения, может быть выражено (прибли-

женно) следующим уравнением:
ЕЕ са’ (\Ш.103.1)
1-Я .

; фф у НИЮ
где и Т е может применяться к изл

коЭ ициент, ко орыи Н че

с любой заданной энергией, а скорее представляет собой среднюю

НАЧАЛЬНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ

и

эмпирическую величину для гамма-фотонов, обладающих различ.
ными энергиями, характерными для начальной радиации ядерного
взрыва. :

\11.104. По различным причинам р удобнее заменить выраже.
нием 1/^, где Х — величина, называемая длиной релаксации гамма-
фотонов. Эта величина выбрана с целью облегчения практических
расчетов и представляет собой толщину слоя материала, например
воздуха, необходимую для ослабления излучения в «е» раз, гдее—
основание натуральных логарифмов. Таким образом, уравнение
(У11.103.1) можно записать в следующем виде:
= я А» (УШ.104.1)
где /о — доза гамма-излучения, полученная на расстоянии Дот
центра взрыва при отсутствии защитного экрана.

Из графика, изображенного на рис. У1.35а, можно получить
фактические значения /о, выраженные в рентгенах, для различных
расстояний от центра взрыва ядерного заряда с тротиловым экви-
валентом | тыс. т.

\У11.105. Преобразовав уравнение (У11.104.1) таким образом,

чтобы его левая часть имела вид /,02, и прологарифмировав это
выражение, находим, что

812? — со — 0,4343-2°.

Это означает, что если величину /‹0? отложить на оси графика
в логарифмическом масштабе, а расстояние 2 — в линейном мас-
штабе, то графическое изображение этой зависимости должно пред-
ставлять собой прямую линию. По величине тангенса угла наклона
этой прямой, который равен 0,4343, может быть легко рассчитана
длина релаксации гамма-лучей. Пример такого графика, построен-
ного на основе данных, представленных на рис. УПТ.35а, для
взрыва ядерного заряда с тротиловым эквивалентом | тыс. т, пока-
зан на рис. УПТ.105. Из этого графика находим, что величина » со-
ставляет 310 м, а по отрезку, отсекаемому этой прямой на верти-

кальной оси, находим, что = = 1,15. 10° -Р.
4 й м?
(У11.104.1), представляющее изменение дозы
биологических рентген-эквивалентах),
ния О, измер

Тогда уравнение

в рентгенах (или
в зависимости от расстоя-
енного в метрах, приобретает вид
115.109 — 25/310
Е о Р/тыс. т.
Это выражение справедливо для взрыва ядерного заряда с тротило-
вым эквивалентом | тыс. т.
УШ.106. Если общая
циональна тротиловом
релаксации фотонов в

доза начального гамма-из
У эквиваленту и если при
воздухе является

лучения пропор-
нять, что длина
постоянной, то величину

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОС ет ЕНИЯ Е (
СЫ РАСПРОСТРАНЕ Ч Я.
а = ЕНИЯ ЯДЕРНОЙ РА
==. АДИАЦИИ 40

1,68-109

083-109
5,85-108

3,35-108

168-108

0,83-108
5.85107

3,35-107

< -107
в 1,68 -10

©
ьч 0,83 107
.’_ 5,8508
[-]

3,35108

1,68-108

0,83-108
5,85105

335-105

1.68105

0,83-105
0 360 120 1080 140 1800 7160 2520

Расстояние от центра взрыва 8 м

Рис. У1Ш.105. Зависимость между произведением /,72? (1, — доза

начального гамма-излучения; р — расстояние от центра взрыва)

и расстоянием ДР при взрыве ядерного заряда с тротиловым
эквивалентом 1 тыс. т

дозы, полученной при взрыве ядерного заряда с тротиловым экви-
валентом тыс. т, можно определить путем умножения приведен-
ного выше уравнения на |". Однако, вследствие того что во время
распространения запаздывающей части начальных гамма-лучей на-
блюдается понижение давления воздуха, а также по другим причи-
нам, о которых говорилось в $ У1Ш.38, величина ^ для тротиловых
эквивалентов, превышающих 20 тыс. т, фактически больше 310 ми
изменяется в зависимости от значения тротилового эквивалента

26 лействие ядерного оружия

402 НАЧАЛЬНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ

=.

взрыва. Однако вместо того, чтобы каждый р подбирать необхо-
димое значение ^, проще вместо У (фактическое значение тротило-
вого эквивалента) подставить значение коэффициента пересчета №”,
определяемое из рис. \11.356. В таком случае общее уравнение для
расчета величины дозы начального гамма-излучения на расстоя-
нии О от места взрыва ядерного заряда с тротиловым эквивален-
том М тыс. т приобретает вид

р Ы5 8
ум 03

Энергетический спектр нейтронов

\11.107. Энергия нейтронов, достигающих данного расстояния
от точки ядерного взрыва, весьма различна и колеблется от несколь-
ких миллионов до долей электрон-вольта. Определение полного
энергетического спектра нейтронов аналитическим путем или путем
эксперимента практически невозможно. Поэтому для разрешения
этой проблемы поступают следующим образом. Нейтроны подраз-
деляют по энергиям на несколько диапазонов. Для каждого энерге-
тического диапазона измеряют интенсивность нейтронного потока.
По результатам этих измерений можно составить общее представ-
ление о полном энергетическом спектре нейтронов.

\11.108. Измерения такого рода осуществляются при помощи
пороговых детекторов в виде фольги активизирующихся или деля-
щихся под действием нейтронов веществ (см. $ У1Ш.6б и \У11.67).
Например, наведенная радиоактивность серы вызывается захватом
нейтронов, ‚энергия которых превышает 2,5 Мэв; в случае если
энергия нейтронов меньше этого значения, образование наведен-
ной радиоактивности не происходит. Следовательно, степень акти-
вации серосодержащей фольги может служить мерой интенсивно-
сти нейтронов, обладающих энергией, превышающей 2,5 Мэв.
Точно так же для интенсивного деления урана-238 необходимо
воздействие нейтронов, обладающих энергией в 1,5 Мэв или более;
это означает, что по активности образующихся при делении
урана-238 продуктов можно определить интенсивность только тех
неитронов, энергия которых превышает 1,5 Мэв. Разница между
результатами воздействия нейтронов на фольгу, содержащую серу
ы уран-238, определяет интенсивность нейтронов, имеющих энергию
ри от 1,5 до 2,5 Мэв. Другими материалами, которые ис-
т уются таким же образом, являются нептуний-237 (для де-
ннаннае ранированный бором плутоний-239, деление кото-
которое сы не менее 100 эв, и золото,

\11Т.109. Результаты яда ть рык
ных расстояниях от центра Я, а

дерного взрыва, показаны на

<

«чоообониин

ОНИ И В |

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ЯДЕРНОЙ РАДИАЦИИ 403

ис. УП1.109; на этом графике дана зависимость
отложенного по вертикальной оси в логарифмическом м
асстояния О, отложенного по горизонтальной оси -— м
масштабе. В данном случае М представляет собой И
к 2 . во ней-
тронов, приходящихся на 1 см? и вызывающих деление или акт
цию соответствующих веществ в фольге на расстоянии Д от ой
я центра
взрыва. Так как для данной цели необязательно иметь действитель-
ные значения величины 2», то на приведенном графике даются от-
носительные значения этой величины.

\УИТ.110. На рис. УП1.109 видно, что различные прямые линии,
как и следовало ожидать, имеют наклон в правую сторону; это сви-
детельствует о том, что интенсивности нейтронов, обладающих раз-
личными энергиями, с увеличением расстояния от центра взрыва
непрерывно уменьшаются. Однако наиболее важным фактом яв-
ляется то, что все линии на графике остаются параллельными друг
другу. Следовательно, хотя общее количество нейтронов, приходя-
щихся на один квадратный сантиметр, и уменьшается с ростом рас-
стояния, однако при этом на всем протяжении от места взрыва
сохраняется пропорциональность между количествами нейтронов,
обладающих данным значением энергии. Другими словами, на про-
тяжении довольно значительных расстояний от места взрыва на-
блюдается равновесный нейтронный спектр; это означает, что рас-
пределение нейтронов по энергиям в составе начального ядерного
излучения не зависит от удаления данной точки от центра взрыва.

\У.111. Из этого заключения следует одно важное следствие,
которое состоит в том, что если эти результаты являются справедли-
выми для любого случая, то нейтроны можно рассматривать в
виде единой группы с определенным распределением энергии неза-
висимо от конкретного расстояния от места взрыва. Таким образом,
наличие равновесного спектра позволяет сделать вывод с том, что
определение при помоши пороговых детекторов нейтронного
спектра в одном каком-нибудь месте является достаточным, чтобы
определить общую дозу нейтронов на любом заданном ат
от места взрыва. Кроме того, аналитическое выражение для ть г
ления дозы нейтронов в зависимости от расстояния получае
лее простым. .

2 Что касается энергетического спектра ры
следует отметить, что медленные нейтроны, энергия ай ней-
1 98, обусловливают не более 2% от общей д А ЧеАкий а.
тронами на всех расстояниях, представляющих в действием теп-
рес. Поэтому в большинстве случаев а 75, дозы, созда-
еее пеней речь = ы ых нейтронов, энер-
ваемой нейтронами, приходится на долю быстр

1
гия которых превышает 0,75 Мэв".

произведения МЛ?,

еления, обладает
1 Большая часть нейтронов, образующихся : О реелий синтеза между
энергией от 1 до 3 Мэв. Нейтроны, де: р
дейтерием и тритием, имеют энергию эв.

26*

ДЕР ! АЦИЯ
4 НАЧАЛЬНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИ
40 >

М-0?

3
3350 540 — 120 300 1080 1260 140 1620
Расстояние от центра взрыва В м
Рис. УШ.109. Зависимость произведения №?
Р до центра взрыва (для быстрых нейтронов, распростра-

няющихся в воздухе), выведенная по результатам измере-
НИЙ при помощи пороговых детекторов

от расстояния

В в‹

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ЯДЕРНОЙ РАДИАЦИИ 405

Распространение нейтронов от источника

Уши 13. Распространение нейтронов в воздухе от взорвавшейся
ядерной бомбы, рассматриваемой в виде точечного источника,
можно представить точно таким же образом, как это было сделано
ранее для гамма-лучей. Если № — общая доза нейтронов, получен-
ная на расстоянии Д от центра взрыва, то по аналогии с уравне-
нием ` (У11.104.1) получим

К, —В

ие > (\П.113.1)

где Ю, —= доза нейтронов, зависящая от величины тротилового
эквивалента;

\ — длина релаксации нейтронов в воздухе.

Поскольку спектр нейтронов, образующихся при взрыве ядер-
ной бомбы, по существу, не зависит от расстояния, то А„ имеет одно
значение, которое является усредненным для нейтронов всех энер-
гий. Это значение эквивалентно расстоянию, при прохождении кото-
рого общая эффективная доза нейтронов в воздухе уменьшается
в <е» раз.

\11.114. Преобразовав уравнение (\У11.113.1) и прологарифми-
ровав его подобно тому, как это было сделано в $ У11.105, полу-
чаем

1 №02 = сопз! — 0,4343 ^^.

`п
Из этого выражения следует, что график зависимости №0? от
О, построенный в полулогарифмическом масштабе (рис. У.114),
должен представлять собой прямую линию. Для построения этого
графика были использованы данные рис. У1П1.81. По величине тан-
генса угла наклона прямой линии можно определить, что Х рав-

няется 220 м, а по величине отрезка, отсекаемого этой прямой на

Кр
оси ординат, можно определить значение =) которое для троти-

лового эквивалента | тыс. т оказывается равным 6,9. 103 брэ м".
Следовательно, предполагая, что доза нейтронов прямо пропорцио-
а мощности взрыва, хотя такое предположение и не совсем

нальн
точно (см. $ УП.71), получим, что
6,9 Х 103 ‚„— 2220
= вх е брэ,

где И” — тротиловый эквивалент в тыс. 7;
р — расстояние от точки взрыва в метрах.

\111.115. Поскольку длин
начальной радиации составл

видно, что при взрыве я
в воздухе в среднем на меньшее

а релаксации гамма-лучей и нейтронов
яет соответственно 310 и 220 м, то оче-

дерной бомбы нейтроны распространяются
расстояние, чем начальные гамма-

101
585109

3.35109

1,68-103

0,83-109
5.851108

0 360 720 1080 140 1800 — 2100
Расстояние от центра взрыва 8 м

Рис. УШ.114. Зависимость между. №0? и расстоянием Д от
центра взрыва ядерного заряда с тротиловым эквивалентом
1 тыс. т

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ЯДЕРНОЙ РАДИАЦИИ 407

лучи; при этом в обоих случаях имеется в виду одинаковая степень
ослабления как нейтронов, так и гамма-лучей. Значение длины
релаксации гамма-лучей и нейтронов является физической основой
факта, рассмотренного в $ УП1.80, согласно которому с увеличе-

нием расстояния от точки взрыва доза нейтронов уменьшается бы-
стрее, чем доза гамма-лучей.

Защита от нейтронов

\У1П1.116. Ослабление узкого потока нейтронов защитным экра-
ном может быть представлено в виде уравнения, аналогичного

уравнению, выведенному для определения ослабления гамма-лучей,
а именно:

№М=М№е *

где М, — доза, получаемая при отсутствии защитного экрана;
№— доза излучения, прошедшего через защитный экран тол-
щиной х см.

Символ Х представляет макроскопическое поперечное сечение
захвата, эквивалентное линейному коэффициенту поглощения
гамма-лучей. Фактически для любой данной энергии нейтро-
нов и для каждого типа реакции, в которую эти нейтроны всту-
пают, существует различное значение УХ. Однако для расчетов
толщин защитных экранов применяется эмпирическое значение,
основанное на опытных данных. Это значение является средней
величиной и определяется всеми возможными взаимодействиями,
характерными для нейтронов с различной энергией, образующихся
при ядерном взрыве. Некоторые приближенные значения У для
быстрых нейтронов приведены в табл. У11.116; они являются спра-
ведливыми для широких пучков потока нейтронов и для защитных
экранов большой толщины.

‚

Таблица \11.116

Эмпирические значения макроскопических поперечных сечений
захвата для быстрых нейтронов
И О ВЕНЕ ЕЕ

Макроскопическое поперечное сечение
Материал захвата Х в см-1

0,1
ее о
о о
Железобетон о

\\1.117. Относительно большое макроскопическое поперечное
сечение захвата означает, что слой одного материала меньшей тол-
щины будет так же эффективен, как и слой другого материала

|

НАЧАЛЬНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ
408 ры ь

большей толщины, если поперечное сечение захвата последнего бу.
дет меньше. Таким образом, бетон, содержащий железо, является
более эффективным, чем обычный бетон (см. $ У11.76). Однако не.
обходимо указать на отсутствие простого соотношения, устанавли-
вающего достаточно точную связь между степенью ослабления ней.
тронов и плотностью материала, подобного соотношению, которое
приводилось для гамма-лучей. В заключение следует подчеркнуть
что защитный экран, как отмечалось в $ У11.74, должен не только
ослаблять быстрые нейтроны, но он должен обладать также способ-
ностью захватывать замедленные нейтроны и поглощать любое
гамма-излучение, сопровождающее процесс захвата.

ГЛАВА 1Х

ОСТАТОЧНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ И ВЫПАДЕНИЕ
РАДИОАКТИВНЫХ ПРОДУКТОВ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА

ИСТОЧНИКИ ОСТАТОЧНОЙ РАДИАЦИИ
Введение

[Х.1. Остаточная ядерная радиация определяется —(обоенование
этому было дано ранее) как излучение, испускаемое спустя одну
минуту после момента ядерного взрыва. Это излучение обусловли:
вается радиоактивными остатками-бомбы, главным образом-—про-
дуктами деления и в меньшей степени НЕНИЯ ураном и
плутонием. Кроме того, остатки бомбы обычно содержат некоторые
радиоак ые изотопы, образующиеся в результате захвата ней-
тронов материалами, из которых состоит бомба (см. $ УПТ8). Дру-
гим источником остаточного ядерного излучения является наведен-
ная радиоактивность, обусловленная захватом нейтронов различ-
ными элементами, которые входят в состав грунта, воды или окру-
жающей среды, где протекает взрыв. Попутно можно отметить, что
радиоактивность, наведенная гамма-лучами, образующимися при
ядерном взрыве, либо незначительна, либо совершенно отсутствует.

1Х.2. При воздушном взрыве, особенно в том случае, когда
огненный шар образуется высоко над поверхностью земли, может
быть проведено довольно четкое разграничение между начальной
радиацией, рассмотренной в предыдущей главе, и остаточной ядер-
ной радиацией,-которой посвящена настоящая глава.

Такое разграничение возможно потому, что к концу первой ми-
нуты после взрыва почти все радиоактивные продукты взрыва ядер-
ной бомбы в форме очень маленьких частичек поднимаются на та-
кую высоту, с которой ядерные излучения больше не в состоянии до-
стигать поверхности земли в сколько-нибудь значительных количе-
ствах. Впоследствии эти мельчайшие частицы сильно рассеиваются
в атмосфере и очень медленно выпадают на землю.

[Х.3. При наземном (надводном) и особенно при подземном
(подводном) взрывах осуществить более или менее четкое разгра-
ничение между начальным и остаточным ядерным излучениями не-
возможно. Некоторые излучения, испускаемые радиоактивными

410 — ОСТАТОЧНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ И РАДИОАКТИВНЫЕ ВЫПАДЕНИЯ

продуктами взрыва, будут оказывать поражающее действие про.
должительное время; в этом случае наблюдается смешанное воздей.
ствие начального и остаточного излучений. При очень глубоких под.
земном и подводном взрывах начальными гамма-лучами и нейтро.
нами, образующимися в процессе деления, можно пренебречь,
Единственным, имеющим существенное значение ядерным излуче.
нием является излучение, обусловленное наличием радиоактивных
остатков бомбы. Ядерная радиация в данном случае может, следи.
вательно, рассматриваться как исключительно остаточная радиация.
При наземном (надводном) взрыве должна учитываться как на.
чальная, так и остаточная радиация.

Продукты деления

1Х4. Как указывалось в главе продукты деления составляют
очень сложную смесь, состоящую почти из 200 различных изотопов
35 элементов. Большая часть этих изотопов обладает радиоактив-
ностью и претерпевает распад с испусканием бета-частиц, часто со-
провождаемый гамма-излучением. На каждую тысячу тонн троти-
лового эквивалента делящегося ядерного заряда образуется около
49,5 г продуктов деления. Общая радиоактивность продуктов деле-
ния, первоначально чрезвычайно большая, очень быстро падает в
результате радиоактивного распада (ем. $1.23).
1Х.5. По истечении первой минуты после момента ядерного
взрыва (данное время условно принято за начало образования
остаточного ядерного излучения) общая радиоактивность, обуслов-
ленная продуктами деления, образующимися при взрыве ядерного
заряда с тротиловым эквивалентом 1 тыс. т, можно сравнить с ра-
диоактивностью 100 тыс. т радия. Из этого видно, что при взрывах
ядерных зарядов, тротиловый эквивалент которых имеет величину
порядка миллионов тонн, количество образующейся радиоактив-
ности является чрезвычайно большим. Радиоактивность, образую-
в аяся через-олну-минуху после взрыва, "к концу суток Уменьшается
сльше чем в 6000 раз. Несмотря на Такое резкое-снижение-ра-
диоактивности, мотноеть Дозы излучения через сутки после взрыва
м быть-все-еще-достаточно-большой._ меб. ЗСТ
ао р О ен прод
ВЫМ Эивальнтом и ее
лн. т, могли быть равномерно распределены

на площади 26 000 км?, то мощн
ость дозы излучен высоте 0
от поверхности зем лы |

О руно, На АА ли спустя 24 часа после взрыва составила о
маловероятно, та м деле равномерное распределение практическ
продуктов дел к как вблизи эпицентра будет выпадать больше
аестбяниях Ее чем в местах, расположенных на значительных
излучения места взрыва. Отсюда следует, что мощность дозы

ча участках местности, расположенных вблизи места

Е. з ИСТОЧНИКИ ОСТАТОЧНОЙ РАДИАЦИИ 411

е во. В0-
ких ей. р будет значительно превышать упомянутое среднее значение,
я нейл о ав вы ва на больших расстояниях от места взрыва,
онеброо- т т щности дозы будет значительно меньше 2,7 р/час.
Е ара _- . оторое представление о скорости уменьшения радиоак-
активе ТИВ -: и, деления во времени может быть получено из
т, 6 ых следующ приближенной закономерности: каждое семикратное
а увеличение ты взрыва приводит к падению радиоактив-
ме. ЦИЯ. ности в десять раз. Например, если интенсивность излучения через
на. 1 час после взрыва взята в качестве начального значения, то через

7 часов после взрыва интенсивность излучения понизится в десять
раз; спустя 7Ж7 = 49 часов (или, грубо говоря, через двое суток)
интенсивность составит одну сотую долю, а спустя 7Ж7Ж7=343 часа
(приблизительно через 2 недели) она составит только одну тысяч-
ную часть интенсивности излучения, которая имела место через
тавляют | час после взрыва. Другая сторона этой закономерности состоит
в том, что в конце первой недели (7 дней) интенсивность излучения

язотопо
нак будет составлять одну десятую долю интенсивности, наблюдавшейся
гасто со- спустя 1 день после взрыва. Это правило применимо в течение при-
н троти- мерно 200 дней со времени взрыва, после чего интенсивность излу-
я ОО чения уменьшается быстрее.
ов ДеЙа- 1Х.8. Данные относительно понижения радиоактивности про-
адает в дуктов деления могут быть получены из графика, изображенного

| на рис. [Х.8, на котором показана зависимость отношения прибли-
| женного значения мощности дозы (в р/час) для любого момента
дерноь времени после взрыва к мощности дозы через | час после взрыва
зования | от времени. Следует отметить, что мощность дозы через | час после
буслов- взрыва используется в данном случае в качестве эталона. Это сде-
дерного лано исключительно с целью упрощения расчетов и получения на-
ть с ра- глядного представления о результатах действия ядерного. излуче-
ззрывах ния. На значительных расстояниях продукты деления, образую-
‚личину | щиеся при мошных взрывах, могут не достигнуть поверхности
оактив- земли даже спустя несколько часов после их образования. Тем не
уразую- менее при расчетах все же используется гипотетическая (эталон-
зпается | ная) мощность дозы. Она представляет собой мощность дозы
: - ядерной радиации, которая наблюдалась бы спустя | час после

ыва взрыва при условии, что к этому времени выпадение радиоактивных

Варе продуктов взрыва полностью завершилось бы.

| 1х9. Предположим, например, что в данном месте выпадение
›дукты, продуктов взрыва начинается через 5 часов после взрыва и что
от ыы 15 часов, когда это выпадение практически закончится, мош-
делены ность дозы в этом месте составит 3,9 р/час. Из графика, показан-
те 0,9 № ного на рис. [Х.8 (или табл. 1Х.11), легко найти, что гипотетиче-
ила бы | ская мощность дозы через 1 час. после взрыва, условно принятая
‚ически в качестве эталона, равна 100 р/час. При помощи этого эталонного
больше | значения и графика распада, показанного на рис. [Х.8, можно опре-
ольных делить. фактическую мощность дозы, наблюдаемую в данном месте
| дозы | в любое время после того, как полностью окончится выпадение
места

мА бои

412 ОСТАТОЧНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ И РАДИОАКТИВНЫЕ ВЫПАДЕНИЯ
ай
Напр!
ее
цину |
Из
лоно
ты
после
[5 т
В предс
МЕ: для #
С |<
8 качес
$
53 нята
>
8
5 ных !
5 З вестн
в |2 часу
з $ любо!
< = може
58
3
э| 3
Ен
8 Е
ЗЕ —
9
=
0,002
0,001
Пи 04 10 шк] 80 100 400 1000
Время после взрыва 8 часах
Рис. 1Х.8 Уменьшение мощности дозы радиации, созда- о
ваемой продуктами деления во времени рис.
Носте
адиоак ь
и продуктов взрыва. Таким образом, если требуется О
и: м дозы через 24 часа после взрыва, то из гра- <
} омая величина составляе С.
1Х.10. Если мо а В
Ветс
=
1
проду
Прибо

О"

_ИСТОЧНИКИ ОСТАТОЧНОЙ РАДИАЦИИ 413

Например, предположим, что мощность дозы, измеренная через
3 часа после взрыва, равна 50 р/час. Требуется определить вели-
чину мощности дозы через 18 часов.

Из графика 1Х.8 находим, что отношения мощностей доз к эта-
лонной мощности дозы составляют для трех часов 0,27 и для
18 часов 0,031. Отсюда следует, что мощность дозы через 18 часов

50%0,031
после взрыва составит о. 5,7 р/час.

1Х.11. Данные графика, изображенного на рис. [Х.8, могут быть
представлены в виде таблицы (табл. [Х.11), которая более удобна
для использования, хотя она и содержит менее полные данные. В
качестве эталонной мощности дозы через | час после взрыва при-
нята величина, равная 1000 условных единиц.

В этой таблице значения мощностей доз для ряда последователь-
ных моментов времени даны в тех же условных единицах. Если из-
вестна фактическая мошность дозы для времени, равного одному
часу (или другого момента времени) после взрыва, то значение для
любого интересующего нас момента времени вплоть до 1000 часов
может быть рассчитано путем составления обычной пропорции '.

Таблица 1Х.11
Значения мощностей доз для различных моментов времени

после ядерного взрыва (выраженные в условных единицах)
—_ 333383 ————нн5ц5——к—_—_—_—к__к___

Относительная Относительная
Время, час мощность дозы Время, час мощность дозы

[Х.12. Необходимо отметить, что график, представленный на
рис. [Х.8, и таблица [Х.11 обычно используются для расчетов мощ-
ностей доз. Для того чтобы определить действительную или сум-
марную дозу полученного излучения, необходимо аи ао
мощности дозы умножить на время облучения (см. $ .24).

Однако мощность дозы во время облучения непрерывно умень-
шается, поэтому в полученный результат чербодимо ВЕ.
ветствующую поправку. Это лучше всего может быть д у

з, обусловленных радиоактивными
1 1стрых расчетов мощностей доз, : у
и - ани на землю, было предложено несколько простых

‹тами в3
продукта минающих счетную логарифмическую линейку.

приборов, нано

414 ОСТАТОЧНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ И РАДИОАКТИВНЫЕ ВЫПАДЕНИЯ

путем интегрирования простого уравнения, которое выражает ИЗ-

менение мощности дозы во времени (см. $ [Х.112). Результаты рас-
четов представлены в виде кривой на рис. [Х.12. Эта кривая харак.
теризует значение полученной суммарной дозы остаточной радиа.
ции, обусловленной продуктами деления за время от | минуты
после взрыва до любого заданного момента времени. Значения
суммарной дозы выражены в единицах эталонной мощности дозы,
рассчитанной для 1 часа после взрыва.

[Х.13. Метод использования графика, изображенного на
рис. [Х.12, иллюстрируется следующим примером. Предположим,
что человек начал облучаться на местности, зараженной продук-
тами деления, через 2 часа после ядерного взрыва и что мощность
дозы, измеренная в это время, составляла 1,5 р/час. Требуется оп.
ределить величину суммарной дозы, которая будет получена этим
человеком в течение последующих 12 часов, т. е. к 14 часу после
взрыва.

При определении суммарной дозы прежде всего необходимо оп-
ределить эталонную мощность дозы для одного заса после взрыва.
Из графика, показанного на рис. 1Х.8, видно, что отношение

Мощность дозы через 2 часа после взрыва —043
Мощность дозы (эталонная) через 1 час после ВОНА За

и так как известно, что мощность дозы через 2 часа после взрыва
составляет 1,5 р/час, то значение мощности дозы для | часа, кото-
рая условно принята в качестве эталона, будет 1,5/0,43 = 3,5 р/час.

Далее из графика находим, что соответственно для 9 и 14 часов
после взрыва

Суммарная доза, полученная за 2 часа после взрыва 70
Мощность дозы (эталонная) через 1 час после взрыва *’

Суммарная доза, полученная за 14 часов после взрыва
Мощность (эталонная) дозы через 1 час после взрыва и 8,4.

Отсюда, вычитая, находим:

Доза, полученная за время между 2 и 14 часами после взрыва
Мощность дозы (эталонная) через Т час ть

после взрыва

Эталонная мощность дозы через | час после взрыва равна
3,5 р/час; следовательно, суммарная доза, полученная в течение
12 часов (между 2 и 14 часами после взрыва), составит 3,5. 1,4 =
— 4,9 р.

1Х.14. В таблице 1Х.14 приводятся значения долей предельной
дозы, выраженные в процентах, которые соответствуют различ-
ным промежуткам времени облучения после полного выпадения
продуктов ядерного взрыва. Предельная доза является в действи-
тельности такой дозой, которая была бы получена при непрерыв-

еТся оп.
`На этим
СУ после

{ИМО ОП-
взрыва,
ие

ИСТОЧНИКИ ОСТАТОЧНОЙ РАДИАЦИИ

415

=. и а Т
12 | В те вы ры п
Е:
еее
№ - т Не ЕЕ о
рае в.
| || | |
10 Е Я ЕЕ ЕВЕ
| 5 ]
а ра ыы
В |меы | 1.4
а 9 ре -
© ый | ]
5 | ||
“> | } |
Е: Е - д
<! Г.
те
т - | |
Г
Сы - |
< ]
| | |
ЧН НЕЕ
ы
ЧЕ 4 | | -! Е
Е
$3 БУ В ЕЕ ВС: д
НААЕЕННЕННЕННЯ
|
1
Е
0

0,01 0,08 0; 04 1 40 40 100 400 1000
Время после взрыва 8 часах

Рис. [Х.12. Суммарная доза остаточного излучения, обуслов-

ленная продуктами деления; время начала испускания оста-

точной радиации условно принято равным 1 минуте после
взрыва

ы ТАТОЧНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ И РАДИОАКТИВНЫЕ ВЫПАДЕНИЯ
416 _ ОСТ! ава

—
ном облучении определенным количеством пролуктов деления вт.
лет.
т: если человек подвергается облучению некото.
рым количеством выпавших на землю АИ т в проме.
жуток времени от 2 до 14 часов после взрыва, то д ‚а, полученная
за это время, выраженная в процентах от предельной ДОЗЫ, может
быть определена вычитанием соответствующих значений, получав.
мых из таблицы [Х.14, т. е. вычитанием из 74 (для 14 часов) 62
(для 2 часов), в результате которого получаем 12% предельной
дозы. Действительное расчетное значение предельной дозы, полу-
ченной за все время, начиная с момента, соответствующего одной
минуте после взрыва, как показано на рис. 1Х.12, в 11,3 раза
больше эталонной мощности дозы (в р/час). Отсюда, если изве.
стно значение эталонной мощности дозы (или если возможно ее
рассчитать), величина суммарной дозы, полученная в течение лю.
бого периода времени, может быть определена по данным
табл. [Х.14 (вместо использования данных графика, изображен-
ного на рис. [Х.12).
1Х.16. Используя данные графиков (рис. [Х.8 и [Х.12) или со-
ответствующих им таблиц [Х.11 и [Х.14, можно производить раз-
личные расчеты мощностей доз и суммарных доз излучения, обус-
ловленных распадом продуктов деления. Однако, как будет пока-
зано ниже, определение указанных величин можно упростить при

помощи специальных графиков, построенных на основе данных
таблиц [Х.11 и 1Х.14 (см. рис. ХП.107 и ХП.108)

Таблица 15.14

Доля предельной дозы остаточной радиации, полученной
за различное время после взрыва

а и Врем ме | Поля прелельной
ее Е
1 56 48 80
2 62 72 81
4 67 100 82
6 69 200 85
12 73 500 87
24 77 1000 89
36 79 2000 90

ТХ.17. Важно уяснить, что таблицы и графики, приведенные
выше, а также расчеты мощностей и суммарных доз, в которых
данные этих таблиц и графиков использовались, исходят из пред-
положения, что человек подвергается воздействию излучений, ИС-
пускаемых определенным количеством продуктов деления, без за-
щиты и что он непрерывно в течение всего периода времени нахо-
дится в одной и той же зоне радиоактивного заражения. Однако

1х1
ключен
В коне"
ным аз
ментам
хвата 1
следств
скают |
вождае
ТИВНОС1
С
бомбы,
степен!

ить при
данных

а 1%.

ИСТОЧНИКИ ОСТАТОЧНОЙ РАДИАЦИИ 417

в реальной обстановке выпадения радиоактивных осадков эти ус-
ловия, вероятно, не будут иметь места. Во-первых, любое укрытие,
которое ослабляет излучение, приведет к определенному уменьше-
нию мощности дозы, следовательно, и суммарной дозы остаточной
радиации. Далее, в результате действия ветра и других метеоро-
логических факторов выпадающие радиоактивные частицы будут
рассеиваться, что вызовет уменьшение количества продуктов де-
ления в данном месте, а это в свою очередь приведет к понижению
мощности дозы, а следовательно, и суммарной дозы излучения.

Радиоактивность, наведенная нейтронами

1Х.18. Нейтроны, освобождающиеся-в-процессе деления, за ис-
ключением тех, которые расходуются на развитие цепной реакции,
в конечном итоге захватываются материалами бомбы, атмосфер-
ным азотом (особенно) и кислородом, а также различными эле-
ментами, находящимися в верхних слоях почвы. В результате за-
хвата нейтронов многие вещества становятся радиоактивными. Впо-
следствии эти вещества в течение продолжительного времени испу-
скают бета-частицы; процесс испускания бета-частиц часто сопро-
вождается гамма-излучением. Наведенная таким образом-радиоак:
тивность составляет один из источников остаточной ядерной радиации.
—хХ 9 Величина радиоактивности, наведенной в материалах
бомбы, изменяется в широких пределах, так как она в большей
степени зависит от устройства и конструктивных характеристик
ядерной бомбы. Любые радиоактивные изотопы, образующиеся
при захвате нейтронов остатками боеприпаса, остаются вместе с
продуктами деления вещества ядерного заряда. Эти изотопы будут
оказывать некоторое влияние на общую скорость радиоактивного
распада, вследствие чего действительные значения мощности дозы
и суммарной дозы не будут совпадать с данными графиков, изоб-
раженных на рис. 1Х.8 и [Х.12. Однако отклонения суммарной ско-
рости распада всех радиоактивных продуктов взрыва от скорости
распада продуктов деления, вероятно, не будут иметь существен-
ного значения, за исключением, может быть, короткого проме-
жутка времени, следующего непосредственно за моментом взрыва.

[Х.20. Когда нейтроны захватываются в атмосфере ядрами кис-
лорода и азота, то образующаяся при этом радиоактивность, по-
скольку вопрос касается остаточного ядерного излучения, ‚имеет
очень малое значение, и ею можно пренебречь. Ядра атомов кис-
лорода, например, взаимодействуют с быстрыми нейтронами очень
слабо; причем образующийся при этом взаимодействии изотоп
радиоактивного азота имеет период полураспада, равный только
7 секундам. Поэтому он почти полностью распадается в течение
одной или двух минут после взрыва. При захвате нейтронов яд-
рами азота образуется радиоактивный изотоп — углерод-14; этот

27 Действие ядерного оружия

418 — ОСТАТОЧНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ И РАДИОАКТИВНЫЕ ВЫПАДЕНИЯ

изотоп испускает бета-частицы с относительно низкой энергией,
причем радиоактивный распад углерода-14 не сопровождается
излучением гамма-лучей. Поскольку в природе имеются уже боль-
шие количества этого изотопа, то дополнительное излучение, испу-
скаемое небольшим количеством углерода-14, которое образуется
при ядерных взрывах, не может представлять заметной опасно-
сти, и им обычно пренебрегают.

1[Х.21. Важная составная часть остаточного ядерного излучения
может быть обусловлена наведенной радиоактивностью, образую-
щейся при захвате нейтронов некоторыми элементами, находя-
щимися в почве. Одним из таких элементов, заслуживающих наи-
большего внимания, является натрий. Хотя содержание натрия в
почве среднего состава является обычно относительно незначи-
тельным, все же количество радиоактивного натрия-24, образую-
щегося в результате захвата нейтронов, может быть весьма за-
метным. Период полураспада этого изотопа составляет 14,8 часа;
он испускает как бета-частицы, так и гамма-лучи (последние
имеют более важное значение) с относительно высокой энергией '.

1Х.22. Другим источником наведенной радиоактивности яв-
ляется элемент магний, который имеет существенное значение для
роста растений и входит, хотя и в небольших количествах, в состав
различных почв. В результате захвата нейтронов этим элементом
образуется радиоизотоп магний-56, период полураспада кото-
рого равен 2,6 часа. При радиоактивном распаде магний-56, по-
мимо бета-частиц, излучает также несколько различных по энер-
гиям гамма-лучей, причем значения этих энергий являются
достаточно высокими. Так как его период полураспада меньше, чем
у натрия-24, то магний-56 теряет свою активность значительно
быстрее. Тем не менее в течение первых нескольких часов после
взрыва магний может представлять значительно более серьезную
опасность, чем натрий.

[Х.23. Более важной составной частью почвы является крем-
ний, который при захвате нейтронов образует радиоактивный
кремний-31. Период ‘полураспада этого изотопа равен 2,6 часа.
Распад его сопровождается испусканием бета-частиц и гамма-лу-
чей; однако количество испускаемых гамма-фотонов составляет не
более 0,07% от числа радиоактивных распадов. Позже будет по-
казано, что бета-частицы могут вызывать серьезные поражения
только при определенных условиях. Алюминий, другой распро-
страненный компонент почвы, может образовывать радиоизотоп
алюминий-28, период полураспада которого составляет только
2,3 минуты. Изотопы, подобные алюминию-28, имеющие корот-

' При каждом акте распада изотопа натрия-24 образуется два фотона гамма-
излучения с энергией 1,4 и 2,8 Мэв соответственно. Энергия, приходящаяся в сред-
нем на один фотон, испускаемый продуктами деления, равна 0,7 Мэв, хотя на бо-
лее ранней стадии радиоактивного распада продуктов взрыва значение энергии
гамма-лучей выше этого значения,

ИСТОЧНИКИ ОСТАТОЧНОЙ РАДИАЦИИ 419

кий период полураспада, обусловливают значительную долю ‚высо-
кой начальной радиоактивности. Однако вследствие большой ско-
рости распада этих изотопов их количество в почве через час
после ядерного взрыва остается ничтожным.

[Х.24. При захвате нейтронов ядрами водорода, входящего В
состав воды, образуется нерадиоактивный (устойчивый) изотоп
дейтерий. Таким образом, в результате такого захвата нейтронов
общая радиоактивность не увеличивается. Ранее уже отмечалось,
что вследствие очень короткого периода полураспада радиоактив-
ного изотопа кислорода наведенной радиоактивностью этого эле-
мента можно пренебречь. Однако вещества, растворимые в воде,
особенно соли (хлористый натрий), содержащиеся в морской воде,
могут быть источниками мощной наведенной радиоактивности. Как
уже упоминалось выше, при захвате нейтронов натрием и хлором
образуются радиоактивный натрий-24 и радиоактивный хлор-38,
которые излучают как бета-частицы, так и гамма-лучи, обладаю-
щие высокой энергией. Однако период полураспада хлора-38 со-
ставляет только 37 минут, вследствие чего его активность спустя
4—5 часов после взрыва падает примерно до 1% от первоначаль-
ной. :

1Х.25. Кроме взаимодействия с элементами, входящими в с0-
став почвы и воды, нейтроны, образующиеся при ядерном взрыве,
могут быть захвачены ядрами других элементов, которые содер-
жатся в строительных и прочих материалах. Среди металлов ос-
новными источниками наведенной радиоактивности являются, ве-
роятно, цинк, медь и магний (последний входит в состав многих
сталей), а также в меньшей степени железо. Маловероятно, чтобы
древесина и одежда при захвате нейтронов становились заметно
радиоактивными; стекло же может стать радиоактивным из-за
большого содержания в нем натрия и кремния. Наведенная радио-
активность пищевых продуктов может быть обусловлена главным
образом захватом нейтронов натрием. Однако на таких расстоя-
ниях от места ядерного взрыва и при таких условиях, при которых
эта активность была бы значительной, пища, вероятно, будет не-
пригодной для употребления по другим причинам, а именно: вслед-
ствие воздействия на нее ударной волны и светового излучения.
Некоторые элементы, такие, например, как бор, поглощают ней-
троны, не становясь при этом радиоактивными; наличие таких эле-
ментов приводит к уменьшению наведенной радиоактивности.

Уран и плутоний

ТХ 96. Часть урана или плутония, которая при ядерном взрыве
не подвергается делению, представляет собой один из возможных
источников остаточного ядерного излучения. Делящиеся: изотопы
этих элементов испускают альфа-частицы, а также некоторое ко-

27*

ОСТАТОЧНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ И РАДИОАКТИВНЫЕ ВЫПАДЕНИЯ

420

личество гамма-лучей с низкой энергией. Однако, так как их пе.
риод полураспада очень большой, то радиоактивность этих изото-
пов является ничтожной по сравнению с активностью продуктов
деления.
| [Х.27. Ниже будет показано ($ [Х.30), что альфа-частицы, об-
й разующиеся при распаде ядер урана и плутония или испускаемые
| другими источниками, почти полностью поглощаются в слое воз-
и духа толщиной в 2,5—5 см. Это обстоятельство и тот факт, что
альфа-частицы не могут проникать даже через обычную одежду,
указывают на то, что уран и плутоний, осаждающиеся на поверх-
| ность земли, не представляют собой серьезной опасности в каче-
Е стве внешнего источника облучения. Даже если эти радиоактивные
изотопы попадают на неповрежденную кожу человека, то и при
этом условии альфа-частицы, испускаемые ими, не в состоянии |
проникнуть внутрь организма. |

1Х.28. Несмотря на то, что уран и плутоний представляют ни-
чтожную опасность при внешнем облучении человека, положение
может сильно измениться, если какой-либо из этих элементов по-
падет внутрь организма через легкие, пищеварительный тракт или
через раны на коже. Плутоний, например, имеет способность оса-
ждаться преимущественно в костях и вследствие продолжительного
действия альфа-частиц, испускаемых им, может вызвать серьезные
поражения всего организма.

1Х.29. В одно время предполагалось, что взрыв достаточно
большого числа плутониевых бомб может привести к широкому
распространению смертоносного материала (плутония) на поверх-
ности земли, что будет опасно для всего мира. Расчеты показали,
что для создания такого заражения потребовалось бы очень боль.
шое количество плутония, превышающее миллионы килограммов.
В настоящее время известно, что продукты деления, в особенности
радиоактивный изотоп — стронций-90, представляют собой, ве-
роятно, более серьезную опасность, чем плутоний. Кроме того, все
мероприятия, направленные на уменьшение опасности поражения |
продуктами деления, которые к тому же значительно легче обнару- |
жить, автоматически приводят к уменьшению опасности пораже-
ния плутонием. Некоторые данные о поведении этого элемента
в организме человека будут приведены в главе Х[.

|

ОСЛАБЛЕНИЕ ОСТАТОЧНОЙ ЯДЕРНОЙ РАДИАЦИИ |

Альфа- и бета-частицы
[Х.30. Альфа- и бета-частицы при прохождении через вещество
|

непосредственно. вызывают значительную ионизацию последнего
и вследствие этого быстро теряют свою энергию. После прохож-

и
м
дения определенного расстояния, называемого длиной пробега, >

ОСЛАБЛЕНИЕ ОСТАТОЧНОЙ ЯДЕРНОЙ РАДИАЦИИ #3

альфа-частица как таковая прекращает свое существование '.
Длина пробега альфа-частицы зависит от ее начальной энергии;
однако даже в случае распада плутония, при котором освобож-
даются альфа-частицы, обладающие очень высокой энергией, сред-
няя длина пробега этих частиц в воздухе составляет примерно
3,8 см. В среде, имеющей большую плотность, например в воде
или в тканях организма, длина пробега альфа-частиц еще меньше
и составляет около одной тысячной доли от длины их пробега в
воздухе. Следовательно, альфа-частицы, испускаемые радиоактив-
ными источниками, не в состоянии проникнуть даже через внеш-
ний слой кожи (эпидерму). Из этого следует, что вопрос об ослаб-
лении альфа-частиц, испускаемых радиоактивными источниками,
находящимися вне организма, не представляет собой сколько-ни-
будь серьезной проблемы.

ГХ.31. Бета-частицы, подобно альфа-частицам, обладают спо-
собностью при прохождении через вещество непосредственно вы-
зывать его ионизацию. Но поскольку бета-частицы теряют свою
энергию медленнее, то длина их пути пробега в воздухе и других
материалах значительно больше. Большая часть бета-частиц, ис-
пускаемых продуктами деления, до их поглощения проходит в воз-
духе общее расстояние, равное 3 м (и больше). Однако так как
бета-частицы непрерывно отклоняются электронами и ядрами
среды от их первоначального направления движения, то они про-
ходят сложный зигзагообразный путь, и таким образом эффектив-
ная длина их пробега несколько меньше.

1Х.32. Длина пробега бета-частиц зависит от плотности среды.
Чем плотнее среда, тем короче длина пробега бета-частиц в ней;
можно считать, что среднее эффективное расстояние, проходимое
частицей с данной энергией в воде, древесине или ткани орга-
низма, составляет приблизительно 0,001 расстояния, проходимого
этой частицей в воздухе. Таким образом, лица, находящиеся вну-
три помещения, будут защищены от бета-излучения, возникаю-
щего при распаде продуктов деления, осевших вне здания. Оче-
видно, даже обычная одежда обеспечивает значительное ослабле-
ние бета-излучения, причем степень этого ослабления колеблется
в зависимости от плотности одежды и числа слоев ткани.

Гамма-излучение

[Х.33. Длина пробега остаточного гамма-излучения в сильной
степени отличается от длины пробега альфа- и бета-частиц. Это
излучение, подобно гамма-лучам, составляющим часть начального

1 Альфа-частица тождественна с ядром атома гелия (см. $ 1.51). Потеряв
большую часть своей энергии, альфа-частица захватывает два электрона и стано-
вится обыкновенным (нейтральным) атомом гелия.

492 ОСТАТОЧНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ И РАДИОАКТИВНЫЕ ВЫПАДЕНИЯ

ядерного излучения, обладает способностью проникать на значи-
тельные расстояния в воздухе и тканях организма. Чтобы свести к
минимуму поражающее действие остаточного гамма-излучения, не-
обходимо принимать определенные меры, направленные на ослаб-
ление гамма-лучей, испускаемых внешними источниками. В данном
случае любой способ, используемый для ослабления гамма-излуче-
ния, приведет также к значительному ослаблению как альфа-, так
и бета-частиц. |
|

1Х.34. Поглощение остаточного гамма-излучения, испускаемого
продуктами деления и радиоизотопами, образующимися при за:
хвате нейтронов, например, натрием и магнием, основывается на |
таких же точно принципах, какие были описаны в главе УП] в
связи с начальным гамма-излучением. Исключение, однако, состав-
ляют наиболее ранние стадии радиоактивного распада. Это вы-
звано тем, что гамма-лучи, образующиеся при распаде продуктов
деления, обладают в среднем значительно меньшей энергией по
сравнению с энергией гамма-лучей, которые испускаются в тече-
ние первой минуты после ядерного взрыва!. Это означает, что
ослабление остаточного гамма-излучения достигается значительно

легче, чем начального. Другими словами, для ослабления на- ‚ (Ле ОСА
чального и остаточного излучений данным материалом на одну и бетона толщ
ту же степень в случае остаточного излучения потребуется слой | К
этого материала меньшей толщины. = пень ослабд
_ 1Х.35. В табл. 1Х.35 приводятся приближенные значения тол- жен 9
щин слоев половинного ослабления некоторых материалов, обыч- | ЧоЯНИЯ (Нез
но используемых для поглощения гамма-излучений, испускаемых лени, На
продуктами деления. При использовании этих данных следует учи- | аня ры
тывать их неточность, вытекающую из соображений, изложенных пбления
в $ У111-43. | ь. и
_ Сравнение значений этих толщин с величинами, приведенными < а
в табл. УПЕ-44 для начального гамма-излучения, показывает, что ны а
остаточное излучение ослабляется в значительно большей степени. (4 о
В обоих случаях для различных материалов порядок величин один ий м
и тот же, так как толщина слоя половинного ослабления опреде- ых 4
ляется в основном плотностью материала. Значения, приведенные | ов
в последней графе табл. [Х.35, показывают. что произведение бы
плотности материала и толщины слоя половинного ослабления во г.
всех упомянутых случаях примерно одинаково (см. $ УП1.45). 1 \
1
Бо й
пы М
1! Средняя энергия гамма-лучей, образующихся при распале продуктов де- м А,
ления (за исключением наиболее ранних стадий распада), составляет около а м
0,7 Мэв на 1 фотон. Для сравнения напомним, что эффективное значение энер- НЫ
гии начального гамма-излучения равно примерно 4,5 Мэв (см. $ УН1.92). цу И
м
чи) %
А Ц,
м |
й

тельно
ия на-
одну и
я слой

ОСЛАБЛЕНИЕ ОСТАТОЧНОЙ ЯДЕРНОЙ РАДИАЦИИ 423

Таблица 1Х.35

Приближенные значения толщин слоев половинного ослабления
некоторых материзлов, обычно используемых для поглощения
гамма-лучей, испускаемых продуктами деления
—_

Толщина слоя поло-

Материал Плотность, г/см? винного ослабления, Произведение
Е Е ИЕН о
Сталь оне. 7,8 1,8 14,0
Бе ое 2,3 5,6 13,0
Гру. = 1,6 8,4 13,5
Волар в. 1,0 12,2 12,2
Древесина ..... 0,55 21,4 11,8

1Х.36. Величины степени ослабления (см. $ УП1Т.46) остаточ-
ного гамма-излучения для различных толщин стали, бетона, грунта
и древесины приведены на графике (рис. [Х.36), который аналоги-
чен графику (см. рис. У1.47), построенному для начального гам-
ма-излучения. Из графика (рис. 1Х.36) видно, что для ослабления
остаточного излучения в 50 раз требуется слой бетона толщиной
в 38 см. Для сравнения напомним, что для достижения такой же
стелеви ослабления начального гамма-излучения требуется слой
бетона толщиной 74 см (см. $ УШ-47).

[Х 37. С практической точки зрения интересно установить сте-
пень ослабления, которую можно ожидать внутри различных со-
оружений. Эта степень ослабления обусловливается влиянием рас-
стояния (источник излучения может находиться на значительном
удалении, например, на крыше или на улице) и поглощением из-
лучения крышей и стенами. Приближенные значения степени ос-
лабления, приведенные в табл. 1Х.37, были определены отчасти
расчетным путем, а отчасти на основе измерений в полевых усло-
виях. Следует отметить, что в подвале каркасного дома интенсив-
ность остаточного гамма-излучения ослабляется примерно до од-
ной десятой интенсивности излучения, наблюдающейся вне дома.
Слой грунта толщиной 0,91 м ослабляет интенсивность излучения
примерно в 1000 раз (или даже больше).

Таблица [Х.37

Степень ослабления остаточного гамма-излучения для сооружений

ии
Тип сооружения Примерная степень ослабления
и

Каркасный дом:

первый этаж 2

подвал 10
Многоэтажное железобетонное здание:

нижние этажи (вдали от окон) 10

подвал (полностью заглублен в

грунт) 1000 и более
Убежище ниже уровня земли на 0,91 м 10)0 и более

| 424

Гтепень ослабления

НЕ,

НАЗ
з ИИ

ый)

№4
ЕЯ
0254 051 1,07 118254 5,08 106 17,8 254 50,8 101.6 178 25%
Толщина 8 см

ЕВ"
Ман | Ея

ЕСА

Рис. [Х.36. Степень ослабления остаточного гамма-излучения,
испускаемого продуктами деления в зависимости от толщины

различных материалов

доза
пенная при

тадиация, ИСП
щее деЙСТВИе

облучение, обу
ческий характ

КЗ. Важ
ническим 0
ности ДОЗЫ
осстанавлива
ЧеНиями,

-- Таки

РАДИАЦИОННЫЕ ПОРАЖЕНИЯ = ЗА ЕАЕНЕЕИЙ :

РАДИАЦИОННЫЕ ПОРАЖЕНИЯ
Острое и хроническое облучение

1Х.38. При рассмотрении вредных воздействий на организм
гамма-излучений, испускаемых внешними источниками, необхо-
димо различать облучение острое (или однократное) и хрониче-
ское. При остром облучении полная доза радиации получается в
течение относительно короткого периода времени. Такого рода об-
лучение может иметь место, например, при воздействии начальной
ядерной радиации, рассмотренной в предыдущей главе. Дать точ-
ное определение понятия дозы острого облучения невозможно; эта
доза может быть определена несколько произвольно как доза, по-
лученная при облучении в течение 94 часов. Поскольку остаточная
радиация, испускаемая продуктами деления, оказывает поражаю-
щее действие в течение более длительного периода времени, тои
облучение, обусловливаемое этим излучением, может носить хрони-
ческий характер.

1Х 39. Важность установления различия между острым и хро-
ническим облучением заключается в том, что при небольшой мощ-
ности дозы организм в состоянии во время облучения частично
восстанавливать некоторые функции, нарушенные ядерными излу-
чениями. Таким образом, если не учитывать некоторых последст-
вий, о которых будет упомянуто ниже, можно с уверенностью
сказать, что доза излучения, полученная, например, за 1 минуту,
является более опасной, чем такая же по величине доза, но полу-
ченная в течение более длительного периода времени, например за
несколько дней.

1Х 40. В разделе УПТ.26 отмечалось, что доза гамма-излучения
в 450 р, полученная при остром облучении всего организма, может
оказаться смертельной для 50% облученных людей. Если бы такое
же число рентгенов было получено в течение нескольких недель, то
вероятность смертельных исходов была бы меньше. Вследствие
того, что восстановительная способность организма зависит от
многих факторов, в настоящее время не представляется возмож-
ным точно определить степень восстановления вредных последст-
вий хронического облучения. Некоторые из этих последствий, ка-
сающиеся генетических изменений, по-видимому, неустранимы
(см. $ Х1.124); что. же касается большей части очевидных пора-
жений, то с полной определенностью можно сказать, что данная
доза излучения, полученная в течение длительного периода вре-
мени, например за две недели и больше, является менее опасной,
чем такая же по числу рентгенов доза, но полученная в течение
24 часов.

496 ОСТАТОЧНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ И РАДИОАКТИВНЫЕ ВЫПАДЕНИЯ

Естественные излучения

[Х.41. В связи с рассмотрением вопроса о дозах хронического
облучения можно отметить, что человеческий организм приспособ.
лен к определенному количеству излучения, которое он получает
непрерывно в течение продолжительного периода времени. Это
утверждение основывается на том факте, что все живые существа
всегда подвергаются воздействию излучений от различных природ-
ных источников, находящихся как внутри, так и вне организма.
ы Основным внутренним источником является радиоактивный изо-
] топ калий-40, который представляет собой составную часть эле-
] мента калия, обычно встречающегося в природе. Углерод-14,
имеющийся в организме, также радиоактивен, но он является
сравнительно слабым источником внутреннего излучения. Ка-
лий-40 так же, как и радиоактивный уран, торий и радий, встре-
чается в различных количествах в почве и скальных породах. На-
конец, важным природным источником ядерного излучения явля-
Я ются так называемые космические лучи, проникающие на землю
В. из мирового пространства. Доза излучения, полученная за счет

1 этих лучей, возрастает с увеличением высоты; на высоте 5000 м
она в пять с лишним раз больше, чем на уровне моря.

1Х42. Значение суммарной дозы излучения, обусловленной ис-
ключительно природными источниками, которую получает человек
в течение года при облучении всего организма, приводится в
табл. 1Х.42. Данные таблицы получены в предположении, что под-
стилающей породой является гранит и что облучение происходит |
на уровне моря и высоте, равной 1500 м. В некоторых районах |
дозы естественного излучения, исходящего из почвы и горных по-
род, меньше доз излучения, исходящего из гранита. -В общем
можно утверждать, что для большинства районов США доза при-
родного излучения, получаемая человеком в год, составляет

0,14—0,16 р.
Таблица [Х.42
Доза излучения, получаемая человеком в течение года

Количество рентгенов в год
Источник излучения

на уровне моря на высоте 1500 м

Калий внутри организма ....... 0,020 0,020
Торий, урам и радий в граните. ... 0,055 ; 0,055
Калий в граните ........ ва 0,035 0,035
Космические лучи. , с... ее. 0,035 0,050

С а 0,145 0,16

РАДИАЦИОННЫЕ ПОРАЖЕНИЯ | 427

[Х.43. Из этой таблицы следует, что в среднем каждый человек,
подвергаясь воздействию ядерных излучений, испускаемых при-
родными источниками, получает на протяжении своей жизни сум-
марную дозу от 10 до 12 р. Кроме того, могут быть местные облу-
чения, связанные с просвечиванием рентгеновскими лучами груд-
ной клетки, ротовой полости и т. п. и даже с воздействием светя-
щихся циферблатов ручных часов и различных приборов. Воздей-
ствие на человека излучений, испускаемых природными источни-

ками, продолжается, несомненно, в течение всего периода его
жизни.

Максимально допустимая доза облучения

[Х.44. Очевидно, что человеческий организм как в прошлом,
так и в настоящем постоянно подвергается воздействию ядерных
излучений, испускаемых радиоактивными источниками, находящи-
мися как внутри, так и вне организма. В результате достигнуто
устойчивое (или равновесное) биологическое состояние организма.
Этот факт подтверждает, что (если исключить из рассмотрения
влияние излучений генетического характера) существует такая
доза хронического облучения, последствия которого организм
имеет силу частично устранять. Что касается величины этой дозы,
то вполне определенные данные по этому вопросу отсутствуют. Во
всяком случае, величина этой дозы зависит от состояния орга-
низма, и для разных людей она будет различной.

1Х.45. Несмотря на некоторую неопределенность понятия допу-
стимой дозы облучения, все же могут быть сделаны некоторые об-
щие выводы, основанные на сведениях, полученных от радиологов
и специалистов по рентгенологии, а также на данных наблюдений
за биологическими поражениями, вызванными радием, и на дан-
ных экспериментов над животными. Эти выводы по мере дальней-
шего накопления сведений о влиянии различных ядерных излуче-
ний на живые организмы будут пересматриваться в сторону их
уточнения.

[Х.46. С развитием работ по использованию ядерной энергии
как для мирных, так и для военных целей многие лица, помимо
облучения природными источниками, подвергаются также допол-
нительному воздействию ядерных излучений в процессе их работы.
Чтобы обезопасить здоровье людей, работающих с радиоактив-
ными источниками излучений, в Соединенных Штатах Америки
установлена максимально допустимая доза облучения, равная для
взрослого человека 0,3 р в неделю. В настоящее время считается,
что лица, занятые в атомной промышленности, могут в течение
многих лет, не подвергаясь чрезмерному риску, получать дозу

498 — ОСТАТОЧНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ И РАДИОАКТИВНЫЕ ВЫПАДЕНИЯ

ядерного излучения при общем облучении всего организма, равную
0,3 р в неделю, т. е. 15 р в год ::

1Х.47. Таким образом, воздействие ядерного излучения на чело-
вечество не является для него совершенно новым. Более того,
можно считать установленным, что организм обладает способно-
стью частично восстанавливать некоторые функции, если, они
нарушены определенными дозами хронического облучения. Можно
полагать, что максимально допустимая доза хронического облуче-
ния, рекомендуемая для лиц, работающих в области ядерной энер-
гни, включает некоторый коэффициент безопасности. В действи-
тельности имеется доказательство того, что у лиц, получивших
дозы ядерного излучения, значительно превышающие допустимую,
нет видимых симптомов, которые бы свидетельствовали об оста.
точных явлениях, наблюдаемых при радиационных поражениях.
Тем не менее не следует забывать, что облучение достаточно боль-
шими дозами независимо от их характера может вызвать серьез-
ные поражения и даже смерть (см. гл. ХЛ).

РАДИОАКТИВНОЕ ЗАРАЖЕНИЕ МЕСТНОСТИ ПРИ ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВАХ
Заражение при воздушном взрыве "УЕ:

[Х.48. Заражение поверхности земли радиоактивными вещест-
вами, образующимися при ядерных взрывах, вызывается двумя
факторами. Первым фактором является наведенная радиоактив-
ность, образующаяся при захвате нейтронов различными элемен-
тами почвы (или воды), вторым фактором является выпадение ра-
диоактивных частиц из столба и облака, возникающих при ядер-
ном взрыве (см. $ П.21). Как относительное, так и абсолютное
значение этих двух источников заражения очень сильно зависит от
тротилового эквивалента и высоты взрыва. Другими факторами,
влияющими на степень заражения, являются характер местности
и метеорологические условия.

1Х.49. При воздушном взрыве радиоактивные остатки бомбы,
состоящие в основном из продуктов деления, конденсируются в
виде очень мелких частиц. Наиболее мелкие из этих частиц
поднимаются в стратосферу и: остаются там во взвешенном состоя-

1 В рекомендациях национального коми

тета по радиационной защите и из-
мерениям, появившихся в статье «Максима

льно допустимая доза облучения для
человека» (Ка41о]обу, 68, 260 (1957 г.), утвер
суммарная доза при любом возрасте чело;
сверх восемнадцатилетнего возраста при
не превышает 15 брэ и что максимально

взрыва,
лагуной
выпавш
часть п
дождев]

К.5
НИЯ ДО

РАДИОАКТИВНОЕ ЗАРАЖЕНИЕ МЕСТНОСТИ ПРИ ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВАХ _ -Е- 8

нии в течение многих лет и, прежде чем осесть на поверхность
земли, могут сделать несколько оборотов вокруг земного шара. В
течение этого времени радиоактивные вещества подвергаются рас-
паду и теряют свою активность. Следовательно, когда эти частицы
достигнут поверхности земли, они будут сильно рассеяны, а их
радиоактивность будет весьма сильно понижена; поэтому можно
ожидать, что мощность дозы внешнего излучения, обусловленная
выпавшими частицами, образовавшимися при взрыве ядерного де-
лящегося заряда с тротиловым эквивалентом в несколько миллио-
нов тонн, будет небольшой по сравнению с природными излуче-
ниями (см. гл. Х).

1Х.50. При определенных метеорологических условиях, а
именно: при аномальных ветрах или наличии дождевых облаков,
выпадение радиоактивных продуктов может иметь локальный ха-
рактер. Например, при большой влажности воздуха мельчайшие ра-
диоактивные частицы, образовавшиеся при взрыве ядерной бомбы,
могут оседать на мелкие капельки воды и затем выпадать на
землю в виде радиоактивного дождя. Как отмечалось в $ П.98,
такой случай, по-видимому, имел место во время воздушного
взрыва, произведенного на относительно небольшой высоте, над
лагуной Бикини в 1946 г. (испытание «Эйбл»). Радиоактивность
выпавшего дождя была, однако, небольшой, так как значительная
часть продуктов деления в это время находилась, вероятно, выше
дождевых облаков.

[Х.51. Особый интерес может представлять случай прохожде-
ния дождевого фронта, что часто имеет место в умеренных
широтах. Дождевые облака могут иметь толщину до 6000 ми
охватывать площадь, равную многим сотням квадратных кило-
метров. В этом случае выпадает обычно слабый дожль, однако он

№

иде 4 продолжается непрерывно в течение длительного времени. Если бы
отно такое положение имело место во время проведения ядерного
ит 07 взрыва, то радиоактивные частицы, образованные во время
рами, взрыва, могли бы захватываться дождевыми облаками и переме-
НОСТИ щаться вместе с ними. Через короткое время радиоактивное об-

лако взрыва, если оно не поднимется выше дождевых облаков,
мб, смешивается с последними так, что в результате образуется еди-
тся В ная дождевая система. После образования такой системы можно
стий ожидать выпадения радиоактивных веществ вместе с дождем на
2 тоя большой территории, конфигурация и размер которой определя-
20 ются скоростью и направлением ветров, господствующих над этой

р территорией. -

‚ря 1Х.52. Воздушный взрыв ядерной бомбы с небольшим тротило-
Я ая вым эквивалентом обычно не приводит к заметному радиоактив-
Сет ному заражению местности, за исключением, вероятно, отдельных
17 038 случаев, когда имеет место сочетание особых условий. Это под-
й ей тверждается фактом отсутствия поражений, вызываемых остаточ-
Феи ным излучением при ядерных взрывах над японскими городами.

5 ЦИЯ И РАДИОАКТИВНЫЕ ВЫПАДЕНИЯ
430 — ОСТАТОЧНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАН ААА

В Нагасаки в зоне ядерного рр, емо выпало тольк
0,02% продуктов деления, образ : зрыве. Та.
рее ; ния не могло привести к заметных
са о бл даже при длительном нахожде,
радиационным поражени ти. Опытные данные, полученные при
нии их на зараженной местнос
казывают на то, что даже при
испытаниях ядерного оружия, У ь `
Е < количество выпавших в районе эпи-
[о также незначитель
центра радиоактивных продуктов ры - ЛЬНо

[Х.58. Важным источником радиоактивного заражения местно-
сти, обусловливающим остаточную ядерную радиацию при воздуш-
ном взрыве, может быть радиоактивность, наведенная лы
которые захватываются ядрами элементов, главным образом на-
трием и магнием, находящимися на поверхности земли (см.
$ [Х.21 и далее).

Степень радиоактивного заражения, которое может быть за-
метным только в ограниченном районе вокруг эпицентра взрыва,
зависит от высоты и мощности взрыва, а также от времени, про-
шедшего с момента взрыва. Что касается взрывов в Хиросима и
Нагасаки, то, как установлено, величина наведенной радиоактив-
ности на поверхности земли была там ничтожной. При испыта-
ниях «Эйбл» у Бикини, во время которых высота ‘взрыва была
меньше, чем в Японии, в воде образовались значительные коли-
чества радиоактивного натрия (натрий-24). Мощность дозы гам-
ма-излучения, созданная этим изотопом на поверхности лагуны,
спустя 2 часа после взрыва составляла около 1 р/час.

1Х.54. Низкий воздушный взрыв ядерного заряда с большим
тротиловым эквивалентом может создавать в районе эпицентра
взрыва сильное радиоактивное заражение вследствие наведенной
радиоактивности. В этом районе разрушение различных объектов,
за исключением мощных подземных сооружений, вызванное ударной
волной и световым излучением, должно быть фактически полным.

Заражение при наземном (надводном) взрыве

1Х.55. При воздушном взрыве может иметь важное значение
заражение, обусловленное радиоактивностью, наведенной нейтро-
нами; что же касается местного заражения, вызванного радиоак-
тивными продуктами, которые выпадают вскоре после воздушного
взрыва, то это заражение обычно бывает незначительным. Про-
дукты деления, однако, при их постепенном выпадении распростра-

другой стороны, можно предпо-
или подземном) взрыве местное
ств будет более значительным. Хотя
ва наведенная радиоактивность бу-
весьма значительной, тем не менее активность
я, выпавших в районе взрыва, будет настолько

их сравнении наведенной радиоактивностью

няются на обширных районах. С
ложить, что при наземном (
выпадение радиоактивных веще
вблизи центра наземного взры
дет, несомненно,
продуктов делени
больше, что при

ОВ,

РАДИОАКТИВНОЕ ЗАРАЖЕНИЕ МЕСТНОСТИ ПРИ ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВАХ 431

можно пренебречь. Поэтому последующее рассмотрение остаточ-
ной радиации, сопровождающей наземный (надводный) ядерный
взрыв, будет относиться главным образом к выпадению (мест-
ному) продуктов деления.

‚ [Х.56. Доля от общего количества радиоактивных веществ, об-
разующихся при наземном (надводном) взрыве ядерной бомбы,
которая может выпасть в районе взрыва, зависит от степени со-
прикосновения огненного шара с поверхностью земли (воды). Эта
доля тем больше, чем больше часть огненного шара, которой он
касается поверхности земли, т. е. доля выпадающих в районе
взрыва радиоактивных веществ возрастает с уменьшением высоты
взрыва. В случае контактного взрыва, т. е. когда ядерная бомба в
момент взрыва находится на поверхности земли (воды), около
50% общего количества радиоактивных веществ, образующихся
при взрыве, выпадает на поверхность в пределах нескольких со-
тен километров от места взрыва. Остальная часть радиоактивных
продуктов взрыва остается в течение длительного времени диспер-
гированной в воздухе и в конечном итоге, как и в случае воздуш-
ного взрыва, достигает поверхности земли на расстояниях многих
сотен или тысяч километров от места взрыва (см. $ [Х.49).

[Х.57. При наземном взрыве большие количества почвы, пыли
и осколков захватываются огненным шаром в период его образо-
вания. Здесь они, как было описано в $ П.21, расплавляются, ис-
паряются и перемешиваются с продуктами деления и другими ра-
диоактивными остатками ядерной бомбы. При охлаждении этой
смеси образуется огромное количество мелких частиц, которые со-
держат в себе радиоактивные вещества. Кроме того, при взрыве
образуются значительные количества осколков и частиц разме-
рами от больших глыб до мельчайших пылинок, на поверхности
которых более или менее прочно удерживаются продукты деления.

[Х.58. Более крупные (тяжелые) глыбы, вырванные и выбро-
шенные из воронки ($ У.4), содержат значительные количества за-
раженных веществ. Эти глыбы не могут быть подкяты в грибовид-
ное облако и выпадают вблизи места взрыва. При слабом ветре эти
глыбы выпадают приблизительно по окружности вокруг центра
взрыва. В действительности центр этих окружностей, называемый
«кругом у эпицентра», бывает обычно несколько смещен от точки
взрыва по направлению ветра.

[Х 59. Большая часть зараженных веществ, о которых говори-
лось выше, выпадает на поверхность земли в течение короткого
периода времени после взрыва продолжительностью не более часа,
образуя круг заражения в районе эпицентра. В то же время мель-
чайшие частицы, находящиеся в пылевом столбе, поднимаются
вверх на высоту до нескольких километров (см. $ П.16) и могут
перемещаться вместе с грибовидным облаком до тех пор, пока не
начнется их выпадение. Продолжительность времени, в течение ко-
торого эти частицы достигают поверхности земли, и горизонталь-

выпадения ИЗ
$ 1Х.134).

женного радиоактивным
НОМ взрыве, произведенном вблизи

ветст

ТОЧНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ И РАДИОАКТИВНЫЕ ВЫПАДЕНИЯ
439 — ОСТАТОЧН/ Е

стояние, проходимое ими по направлению ветра, зависят
= стигнутой ими перед началом выпадения, и их раз.
а а от характера ветра в верхних слоях атмосферы,
ое велкие (самые легкие) частицы, подобно тем, которые
А при воздушном взрыве, а и
остаются там во взвешенном состоянии в течен мы. Пе-
риода времени и, прежде чем осесть на землю, - а реме-
щаться по направлению ветра на многие тысячи километров от
места взрыва (см. $ 1Х.49). Большая часть более крупных частиц,

Смещение центра круга ат’ эпицентра
ло направлению ветра

Эпицентр.

Диаметр круга

Протяженность полосы заражения 0

эпицентра по направлению ветра
Расстояние от этицентра 90 границы заражсен-
ного района 8 направлении против Ветра

Рис. 1Х.61. Общая схема зараженного района

ких сотен километров

[Х.60. Как правило,
мельчайших частиц, кото
ритории, выпадение част
с течением времени ко

следует ожидать, что, за исключением
рые осаждают

иц среднего и

ра, воздействующих
радиоактивного об

1Х.61. На рис. [Х.61 представлена общая схема

района, зара-
и продуктами,

образующимися при ядер-
поверхности земли.

ения в районе эпицентра, соот-
ти дозы (или суммарной дозе)

РАДИОАКТИВНОЕ ЗАРАЖЕНИЕ МЕСТНОСТИ ПРИ ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВАХ 433
—=2

и определенному времени после ядерного взрыва. Центр этого
круга вследствие влияния ветра несколько смещен от фактиче-
ского эпицентра взрыва. Данная схема построена в предположе-
нии, что направление ветра в районе взрыва совпадает с направ-
лением среднего ветра, определяющего выпадение радиоактивных
веществ по пути движения радиоактивного облака; однако такое
совпадение не всегда будет иметь место. Полная схема радиоак-
тивного заражения в районе эпицентра взрыва, характеризующая
распределение радиоактивных продуктов в этом районе, может
быть представлена рядом концентрических окружностей (конту-
ров), соответствующих определенным мощностям доз (или дозам)
остаточной радиации.

[Х 62. Эллипс, большая ось которого вытянута вдоль направ-
ления среднего ветра, представляет собой упрощенный контур,
соответствующий данной мощности дозы в районе выпадения ра-
диоактивных продуктов взрыва. Полная схема района радиоактив-
ного заражения по пути распространения ядерного облака может
быть представлена в виде ряда эллиптических контуров, соответ-
ствующих определенным мощностям доз (или дозам) остаточной
радиации. По истечении определенного периода времени после
взрыва мощность дозы (или доза), вероятно, будет тем меньше,
чем больше расстояние от эпицентра взрыва. Это вызвано тем, что
количество радиоактивных веществ, выпадающих на единицу пло-
шади, с увеличением расстояния от места взрыва уменьшается.
В некоторых примерах (см. рис. 1Х.636) эллиптическим контурам
соответствуют суммарные дозы, обусловленные выпавшими к дан-
ному времени радиоактивными продуктами взрыва. Существует,
кроме того, еще один фактор, приводящий к понижению мощности
дозы с увеличением расстояния от места взрыва: чем больше рас-
стояние данного места от точки взрыва, тем более продолжитель-
ное время требуется для того, чтобы радиоактивные частицы до-
стигли этого места, а это означает, что степень радиоактивного
распада частиц в этом случае будет больше. Таким образом, об-
щая радиоактивность данного количества продуктов деления, до-
стигших поверхности земли недалеко от места взрыва, будет зна-
чительно больше радиоактивности такого же количества продуктов
деления, но выпавших позже на значительных расстояниях от ме-
ста взрыва.

1Х.63. Некоторое представление о конфигурациях и размерах
районов, зараженных радиоактивными частицами на больших пло-
щадях в течение нескольких часов после наземного (надводного)
ядерного взрыва большой мощности, может быть получено при
рассмотрении схем, представленных на рис. 1Х.6За и 6. Скорость
среднего ветра принята равной 94 км/час. На рис. 1Х.63а пока-
заны серии контуров, соответствующих произвольно выбранным
округленным значениям мошностей доз, которые могут наблю-
дачься на местности соответственно через 1, би 18 часов после

28 Действие ядерного оружия

434 ОСТАТОЧНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ И РАДИОАКТИВНЫЕ ВЫПАДЕНИЯ

=

320
304

10 р/час

5
со
[2

52 с =
Баз
> & г

10 р/час

30
00.

150

148

128
300

|=]

0

Расстояние от эпицентра Взрыва 68 км

& >

30 р/час

==> 1000

—__Ц Ц

3260 16 37 3280 16 32 52160 16 32
В а@сстояние от этщентра взрыва 8 км ,
1 час 6 чосов 18 часов

,

6 часов и 18 часов после наземного взрыва ядерного заряда
с тротиловым эквивалентом в несколько миллионов ТОНН
(средняя скорость ветра 24 км/час)

взрыва. На рис. [Х.636 показаны серии контуров, соответствую-
щих суммарным (или аккумулированным) дозам для тех же про-
межутков времени. Разумеется, изменение величины мощности
дозы (или суммарной дозы) от одной контурной изолинии к другой
протекает постепенно. Точно так

выражают предельных границ района радиоактивного заражения

происходить постепенно еще н
лами этих контуров.

28*

РАДИОАКТИВНОЕ ЗАРАЖЕНИЕ МЕСТНОСТИ

ПРИ ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВАХ

100 рентгенов

300

100 рентэенов ыы

300
1000 3000

3000

Росстояние от эпицентво Взрыва В км

100 рентгенов
300
1000
3000

2 ——Щ_——— —__—_———
3 60 16 35 3716 0 16 32 3218 0 16 32
Расстояние от этииентра взрыва 8 км

1 час 6 часов 18 часов

Рис. 1Х.636. Различные значения суммарных доз радиации,

создаваемой выпавшими продуктами деления через 1 час,

6 часов и 18 часов после наземного взрыва ядерного за-

ряда с тротиловым эквивалентом в несколько миллионов тонн
(средняя скорость ветра 24 км/час)

435

_ ВР

436 — ОСТАТОЧНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ И РАДИОАКТИВНЫЕ ВЫПАДЕНИЯ

[Х.64. Рассмотрим сначала участок местности, расположенный
в направлении ветра на удалении 50 км от эпицентра взрыва.
Пусть через | час после взрыва мощность дозы составляет
30 р/час; через 6 часов после взрыва мощность дозы, которая на-
ходится между контурами, соответствующими 1000 и 300 р/час,
увеличивается примерно до 800 р/час; но через 18 часов эта мощ-
ность дозы уменьшается приблизительно до 200 р/час. Увеличение
мощности дозы в первые 6 часов после взрыва означает, что в дан-
ном месте выпадение радиоактивных продуктов в течение первого
часа после взрыва еще не закончилось. Уменьшение мощности
дозы в промежуток времени от 6 до 18 часов после взрыва проис-
ходит, таким образом, вследствие естественного распада продуктов
деления. Из рис. [Х.636 видно, что суммарная доза излучения, по-
лученная в данном месте в течение первого часа после взрыва, яв-
ляется ничтожной, так как выпадение продуктов взрыва в это
время только началось. Спустя 6 часов после взрыва суммарная
доза достигает величины свыше 3000 р (вероятно, около 4000 р),
спустя 18 часов величина этой дозы достигнет примерно 5000 р.
Следовательно, суммарная доза продолжает со временем возра-

стать до предельной величины, но с постепенно уменьшающейся
скоростью (см. $ [Х.14).

1Х. 65. Рассмотрим далее участок местности, расположенный
в направлении ветра на удалении 160 км от эпицентра взрыва.
Через 1 час после взрыва величина мощности дозы, как показано
на рис. [Х.6За, здесь будет ничтожной (вероятно, даже будет
равна нулю), так как выпадающие радиоактивные частицы еще не
постигли рассматриваемой точки. Через 6 часов мощность дозы
составит 10 р/час, а через 18 часов — около 50 р/час. Выпадение
„радиоактивных продуктов взрыва начинается несколько раньше,
чем через 6 часов после взрыва, и в основном заканчивается через
18 часов, хотя установление этого факта непосредственно из при-
веденных контуров весьма затруднительно. Суммарная доза, как
это видно из рис. [Х.636, через | час после взрыва равна нулю,
через 6 часов — примерно 30 и через 18 часов — почти 1000 р.

Величина аккумулированной (суммарной) дозы за длительное
время на этом участке будет меньше, чем на любых других
участках, расположенных ближе к эпицентру взрыва. Это выте-
кает из того, что количество продуктов деления, достигающих

поверхности земли, с увеличением расстояния от места взрыва
уменьшается.

1Х.66. В общем, прежде чем начнется выпадение радиоактив-
ных продуктов в любом данном районе, расположенном на некото-
ром расстоянии от места взрыва, должно пройти определенное
время. Это время зависит от расстояния до эпицентра взрыва,
высоты, с которой начинается выпадение радиоактивных частиц, И
скорости среднего ветра. Когда выпадение радиоактивных продукК-

ощейся

‹енный
зрыва.
казано

РАДИОАКТИВНОЕ ЗАРАЖЕНИЕ МЕСТНОСТИ ПРИ ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВАХ 437

тов взрыва только начинается, мощность дозы излучения в это время
незначительна, однако по мере оседания этих продуктов величина
мощности Дозы непрерывно увеличивается. Через несколько часов
выпадение зараженных частиц в основном заканчивается (хотя и не
окончательно), и после этого вследствие радиоактивного распада
продуктов деления начинается непрерывное понижение мощности
дозы. До начала выпадения частиц суммарная доза излучения
равна нулю, но после начала выпадения радиоактивных осадков
эта доза будет постоянно расти, сначала быстро, а затем все мед-
леннее и медленнее (см. табл. 1Х.90); при этом возрастание сум-
марной дозы будет продолжаться в течение длительного периода
времени, охватывающего многие месяцы и даже годы.

Взрывы ядерных зарядов с небольшим
тротиловым эквивалентом

1Х.67. Характер явлений, связанных с выпадением радиоактив-
ных осадков при наземном взрыве ядерного заряда с небольшим
тротиловым эквивалентом, является по существу таким же, как и
для случая взрыва заряда болыной мощности. Различие носит
скорее количественный, чем качественный характер. Общее количе-
ство продуктов деления пропорционально в основном тротиловому
эквиваленту заряда, поэтому с увеличением тротилового эквива-
лента ядерного заряда увеличиваются как размеры заражаемого
района, так и степень его заражения. При ядерном взрыве малой
мощности степень и размеры радиоактивного заражения будут
меньшими. Однако для того чтобы дать более полное представле-
ние о форме, размерах и степени радиоактивного заражения, ниже
приводятся результаты, полученные при наземных взрывах ядерных
зарядов с тротиловым эквивалентом порядка нескольких тысяч
тонн. В следующем разделе для сравнения приводятся такие же
данные для взрывов ядерных зарядов с тротиловым эквивалентом
в несколько миллионов тонн.

1Х.68. Программа испытательных взрывов ядерного оружия
в штате Невада предусматривала детальное изучение радиоактив-
ного заражения местности в непосредственной близости от места
взрыва. Общая схема контуров заражения в большинстве случаев
не отличалась от схемы, показанной на рис. [Х.61. Для целеи пла-
нирования полезно иметь усредненные контуры этого типа.
В табл. [Х.68 приведены размеры контуров различных мощностей
доз (эталонных), которые получались бы через 1 час после назем-
ного взрыва с тротиловым эквивалентом 20 тыс. т при скорости
среднего эффективного ветра 24 км/час. Как указано в $ 1Х.9,
такие значения мошностей доз определены на основе измерений
Уровней радиации, произведенных после окончания выпадения

радиоактивных осадков,

438 — ОСТАТОЧНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ И РАДИОАКТИВНЫЕ ВЫПАДЕНИЯ

Таблица 1Х.68

Приблизительные размеры контуров эталонных мощностей
доз остаточного излучения, которые наблюдались бы на поверхности
земли через 1 час после наземного взрыва ядерного заряда
с тротиловым эквивалентом 20 тыс. 22 при условии полного
выпадения всех радиоактивных продуктов взрыва
ЕЕ ИН ЗЕРЕН ЕВЕ ИИ ве

Расстоя
Мощность дозы, нь Смешение центра | Расстояние по арленянкуле О
р/час районе эпицентра | КРУга заражения направлению направлению вет-
взрыва, км от эпицентра, км ветра, км ра, км
3000 0,16 0,13 1,6 0,48
1000 0,35 0,22 3,7 1,9
300 0,65 0,35 8,5 1,9
100 1,05 0,45 18,4 29
30 1,53 0,57 35 4,5
10 2,25 0,67 80 8,1

[Х.69. Очевидно, величина мощности дозы. вблизи эпицентра
взрыва, особенно в районе воронки, будет очень большой, и этот
район следует считать непригодным для пребывания в нем людей
ввиду опасного уровня излучения. Однако упомянутый район и без
этого был бы непригодным для жилья вследствие полного разру-
шения, вызываемого воздушной ударной волной и волной сжатия
в грунте, а также вследствие образования воронки.

1Х.70. Кроме заражения вблизи эпицентра взрыва, соответству-
ющего кругу заражения в районе эпицентра (см. рис. [Х.61), как
в Аламагордо, так и в штате Невада в нескольких километрах от
эпицентра взрыва были обнаружены районы с несколько повышен-
ной радиоактивной зараженностью по сравнению с окружающими
участками (так называемые «горячие пятна»). Такое выпадение
радиоактивных продуктов является, по всей вероятности, следстви-
ем специфического сочетания метеорологических, атмосферных и
местных условий, приводящих к усиленному заражению данного
района.

Взрывы ядерных зарядов с большим
тротиловым эквивалентом

1Х.71. В табл. [Х.71 приведены размеры контуров ряда гипоте-
тических (эталонных) мощностей доз (через | час) для наземного
взрыва делящегося заряда с тротиловым эквивалентом 1 млн. т при
полном выпадении радиоактивных веществ. (Скорость среднего
ветра принята равной 24 км/час. Как и ранее, данные получены из
графика распада продуктов деления (см. рис. 1Х.8) или равно-
значного математического выражения для эталонной мощности
дозы. Это выражение получено в предположении, что через 1 час
после взрыва выпадение радиоактивных осадков в данном месте
полностью закончилось. Протяженность любого контура в направ-

со ры РА м м С

ВР-_

РАДИОАКТИВНОЕ ЗАРАЖЕНИЕ МЕСТНОСТИ ПРИ ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВАХ 439
О и Ко Ы Е - ›

лении против ветра, приведенная в таблице, определяется вычита-
нием из величины радиуса круга заражения, образованного у эпи-
центра взрыва, величины смещения центра круга. Например, про-
тяженность эталонного контура (соответствующего 10 р/час) от
эпицентра против направления ветра равна: 17,6 — 2,64 == 14,96 км.

Таблица [Х.71

Приблизительные размеры контуров эталонных. мощностей
доз остаточного излучения, которые наблюдались бы на поверхности
земли через 1 час после наземного взрыва ядерного заряда
с тротиловым эквивалентом 1 млн. 2 при полном выпадении
всех радиоактивных продуктов взрыва

ц_ ДВ Ш

Радиус круга се К Расс ] Расстояние
Мощность дозы, заражения в О ЩаЫй асстояние по перпендикулярно
р/час районе эпицентра | КРУга заражения направлению направлению вет-
взрыва, км от эпицентра, км ветра, км ра, км

ммм.м.м.мм.Шмммм.мШ.м.м.Ш——ы№жмолиЛлЙЙЛЩ8—8Ш6Ш66&Щ&®6Ш6ШЦ"ЗУ

3000 0,69 0,96 35,2 4,96
1000 2.24 1,24 64,0 10,9
300 4,5 1,60 112 18:9
100 7,5 2,0 182 26,8
30 12,0 2,34 293 36,5
10 17,6 2,64 508 54,5

1Х.72. На рис. [Х.72 изображена идеальная схема распределения
эталонных мощностей доз (через | час после взрыва) для взрыва
ядерного заряда с тротиловым эквивалентом 1 млн. т и скорости
среднего эффективного ветра, равной 24 км/час. Ввиду отсутствия
полной симметричности как в отношении рельефа местности, так
ив отношении действия ветров эллиптические контуры, характерн-
зующие остаточное излучение, будут несколько отличаться от по-
казанных на рис. 1Х.72. Однако для целей иллюстрации эти кон-
туры, как и схема, показанная на рис. ТХ.61, представлены в идеа-
лизированном виде.

[Х.73. Крайне важно правильно. оценить значение контуров,
изображенных на рис. 1Х.72. Тот факт, что приведенные на схеме
эталонные значения мощностей доз охватывают такое большое
расстояние от эпицентра, не следует понимать В том смысле, что
такие мощности доз реально будут существовать через час после
взрыва. Фактически, конечно, выпадение радиоактивных осадков
за это время произойдет только на очень небольшой части пока-
занной на схеме площади. Из $ 1Х.64 и последующих параграфов
следует, что выпадение радиоактивных веществ на большей части
изображенной на схеме площади начнется только через несколько
часов после взрыва. Тем не менее гипотетическая (эталонная)
мощность дозы является весьма полезной при проведении расче-
тов; это показано на примере, который основывается на данных,

приведенных на рис. 1Х.72.

СОА о

440

ОСТАТОЧНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ И РАДИОАКТИВНЫЕ ВЫПАДЕНИЯ

512 10 р/час

Расстояние от эпицентра озрыов 8 км

32 160 16 32
Расстояние ит эпицентра
бзрыба 8 км

Рис. [Х.72. Значения мощностей
доз ралиации (при идеальных
контурах) через 1 час после
наземного взрыва с тротило-
вым эквивалентом 1 млн. т
(средняя скорость ветра
24 км/час)

гд

т

РАДИОАКТИВНОЕ ЗАРАЖЕНИЕ МЕСТНОСТИ ПРИ

ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВАХ 441

На рис. 1Х.72 изображены контуры, соотве
значениям эталонной мощности дозы (через 1 час после взрыва)
для наземного взрыва делящегося ядерного заряда с тротиловым
эквивалентом 1 млн. т. Скорость среднего ветра составляет
94 км/час.

Метод расчета. Для взрывов ядерных зарядов, тротиловый экви-
валент которых меньше или больше | млн. т, можно воспользо-

ваться следующим приближенным законом подобия:
13
Ю=Ю\” при а=а 1,

тствующие различным

где К — мощность дозы (эталонная) на расстоянии 4 через 1 час
после взрыва делящегося заряда с тротиловым эквива-
лентом | млн. т;
Ю— мощность дозы (эталонная) на расстоянии @ через | час
после взрыва ядерного заряда с тротиловым эквивален-
том № млн. т.
Пример. Дано: взрыв делящегося ядерного заряда с тротило-
вым эквивалентом 10 млн. т произведен на поверхности земли.
Определить величину мощности дозы от радиоактивных
осадков на удалении 345 км от центра взрыва по направлению ветра
в момент выпадения в этой точке радиоактивных веществ; скорость
среднего ветра 24 км/час.
Решение: Так как И==10, то И = 10° =2,15. Расстоя-

а 345
ние 4 = 345 км, следовательно, 4 = путь == эл5 = мы

Из рис. 1Х.72 видно, что при наземном взрыве ядерного заряда
с тротиловым эквивалентом 1 млн. т значение Ю, на расстоянии
160 км по направлению ветра от центра взрыва составляет та
мерно 150 р/час. Отсюда эталонная мощность дозы на расстоя —
345 км через | час после взрыва делящегося ядерного заряда стр
тиловым эквивалентом 10 млн. т будет

К = 150Х 2,15 = 322 р/час.

вных осадков на расстоянии 345 км от цен-
345 — 143 часа после взрыва. Из

Выпадение радиоакти
тра взрыва начнется через 54

вного 14,3 часа, коэффициент
чина — мощность дозы на

рис. 1Х.8 видно, что для времени, ра ре

распада равен 0,04. Поэтому искомая ве а взрыва — во
расстоянии 345 км по направлению ветра от а 8х 0,04 =
время выпадения радиоактивных осадков -

= 12,9 р/час.

се ми

449 ОСТАТОЧНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ И РАДИОАКТИВНЫЕ ВЫПАДЕНИЯ

Метод расчета мощностей доз остаточного излучения

1Х.74. Контуры, представляющие собой изодозы остаточного
ь излучения вблизи центра наземного взрыва, для любого значения

тротилового эквивалента могут быть построены на основе прибли-
| женных законов подобия с использованием данных, приведенных
й в табл. [Х.68 и 1Х.71 (или на рис. 1Х.72). Для простоты предпо-
Я ложим, что скорость и направление среднего ветра являются оди-
и наковыми во всех случаях над всем районом выпадения радио-

ей активных осадков. Если мощность дозы (эталонная) через | час
И после наземного взрыва делящегося заряда с тротиловым эквива-
И лентом № млн. т на расстоянии 4 от эпицентра составляет К р/час,
И то согласно приближенному закону подобия

и

Ю=Ю, №"? для расстояния 4 = 4% |

где Юю — мощность дозы (эталонная) через час после взрыва на
расстоянии 4 от центра наземного взрыва делящегося заряда
с тротиловым эквивалентом | млн. т.

Тот же самый закон подобия может быть применен также для
определения любой другой характеристики контура, например ра-
диуса круга заражения в районе эпицентра, величины смещения
центра круга заражения от эпицентра, а также расстояний по на-
правлению ветра и поперек направлений ветра.

1Х.75. Другими словами, контуры для взрыва ядерного заряда
с тротиловым эквивалентом млн. т можно построить на основе
результатов, полученных посредством умножения данных, приве-
денных в табл. 1Х.71, включая расстояния и мощности доз, на мно-
житель №». Этот простой закон кубического корня, как установ-
лено, дает вполне удовлетворительные результаты в случае, когда
тротиловый эквивалент ядерного заряда находится в пределах от
100 тыс. до 10 млн. т. Для тротиловых эквивалентов менее
100 тыс. т расчет необходимо производить аналогичным образом,
исходя Из данных, приведенных в табл. 1Х.68 ‘для наземного
взрыва ядерного заряда с тротиловым эквивалентом 20 тыс. т.
В этом случае контурные изолинии, образующиеся при взрыве
с тротиловым эквивалентом Й тыс. т, могут быть построены на
основе результатов, полученных умножением данных, приведен-
ных в табл. 1Х.68 (включая мощности доз), на множи-
тель (/20) "3. В общем, если .

. , радиоактивное облако не достигает
тропосферы или незначительно деформируется ею, расчет следует
производить на основе данных, приведенных для взрыва ядерного
т 9 НЫ эквивалентом 20 тыс. т. Однако в случае,

ное облако достигает тропосферы, расчет на _ основе

ва на
заряда

ке для
ер ра-
щения
10 На-

В м _

РАДИОАКТИВНОЕ ЗАРАЖЕНИЕ МЕСТНОСТИ ПРИ ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВАХ 443

данных табл. [Х.71 или рис. 1Х.72 (для взрыва ядерного
заряда с тротиловым эквивалентом | млн. т) дает лучшие резуль-
таты.

1Х.76. Описанный выше метод приближенного расчета приме-
ним при условии, когда скорость среднего ветра в течение всего
периода выпадения радиоактивного осадка составляет 24 км/час.
В случае если фактическая скорость среднего ветра является иной
можно внести приблизительную поправку; особенно это имеет вна-
чение для значительных расстояний от эпицентра взрыва. Способ
внесения поправки показывается на примере. Предположим, что
при скорости среднего ветра 24 км/час контур некоторой эталонной
мощности дозы простирается по направлению ветра на 192 км;
тогда при скорости среднего ветра 32 км/час соответствующее рас-

стояние для той же эталонной мощности будет примерно равно:
32/94 . 192 = 256 км.

1Х.77. Приведенные выше результаты (см. $ [Х.71 и далее)
основаны на допущении, что тротиловый эквивалент взрыва, обу-
словленный делением ядер атомов заряда, и общий тротиловый
эквивалент взрыва равны между собой. Последнее имело бы
место, если бы вся энергия взрыва выделялась только в процессе
деления. Однако в некоторых мощных видах оружия часть энер-
гии выделяется за счет термоядерных реакций (реакций синтеза),
которые не приводят к повышению радиоактивности выпадающих
продуктов взрыва ($ 1.13, 1.53). Поправка, учитывающая этот
факт, может быть внесена следующим способом. Допустим, что
общая энергия взрыва эквивалентна энергии взрыва И млн. т
тротила, а доля энергии, обусловленная процессом деления, со-
ставляет {. В этом случае расчет производится, как было указано
для взрыва делящегося заряда, с тротиловым эквивалентом №
млн. т. Умножая затем эталонную мощность дозы для любого за-
данного расстояния на величину р получаем искомую эталонную
мошность дозы на этом же расстоянии.

Факторы, определяющие форму и размеры контуров
радиоактивного заражения

1Х.78. Форма и размеры контуров радиоактивного заражения
вблизи эпицентра взрыва могут быть предсказаны с достаточной
для практики точностью. Предсказать же точно схему выпадения
мелких частиц, имеющихся в радиоактивном облаке взрыва по
пути его движения, практически невозможно. Кроме р оче-
видных переменных факторов, какими являются тротиловый экви-
валент и высота взрыва, важную роль играют метеорологические
Условия и сложная система ветров на различных высотах, напри-
Мер на высоте от 24 000 до 30000 м от уровня земли. Ниже будет

444 ОСТАТОЧНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ И РАДИОАКТИВНЫЕ ВЫПАДЕНИЯ

показано ($ [Х.133), что влияние ветра на общее направление
распространения радиоактивных продуктов взрыва может быть
учтено с известной степенью приближения и что контуры, пред.
ставленные на рис. [Х.72, учитывают это влияние в упрощенном
виде. Однако всегда необходимо считаться с возможностью резкого
и неожиданного изменения господствующих ветров на больших
высотах, что уже иногда имело место при испытаниях ядерного
оружия.

[Х.79. Одним из факторов, в отношении которого имеется мно-
го неясностей, но который играет важную роль в определении
характера радиоактивного заражения местности, является размер
частиц, содержащихся в облаке взрыва. Диаметр многих из этих
частиц составляет тысячные доли сантиметра (или менее); выпа-
дение таких частиц на поверхность земли может продолжаться
сутки или даже больше. За это время эти частицы перемещаются
на несколько сотен километров от места взрыва. Таким образом,
радиоактивные выпадения могут вызвать серьезное заражение
местности на таких расстояниях от ядерного взрыва, на которых
все другие поражающие факторы, такие, как воздушная ударная
волна и ‘волна сжатия грунта, световое излучение и начальная
ядерная радиация, не оказывают поражающего воздействия:

[Х.80. Необходимо учитывать, что чем большее время частицы
радиоактивного облака остаются в воздухе, тем меньше их радио-
активность при достижении поверхности земли. Однако общее ко-
личество радиоактивных продуктов, образующихся при наземном
ядерном взрыве большой мощности (с тротиловым эквивалентом
порядка нескольких миллионов тонн), настолько велико, что их
активность может оставаться значительной даже после того, как
она с течением времени уменьшится. Именно поэтому, а также
потому, что радиоактивное заражение, вызываемое остаточной
радиацией ядерного взрыва, охватывает огромные площади, она
должна рассматриваться как один из важнейших поражающих
факторов ядерного оружия.

1Х.81. Если бы радиоактивное облако состояло в основном из
крупных частиц, то при прочих одинаковых условиях, например
таких, как тротиловый эквивалент и высота взрыва, распределение
скорости и направления ветра по высоте, ‘это привело бы к силь-
ному заражению района, площадь которого была бы сравнительно
небольшой. С другой стороны, если бы ббльшая часть частиц име-
ла очень малый размер, зараженная площадь была бы значитель-
но больше, хотя интенсивность излучения, особенно в отдаленных
от эпицентра взрыва районах, была бы не так велика, хотя по
абсолютной величине она могла бы быть достаточной, чтобы
создать опасность поражения. ;

1Х.82. Отсюда очевидно, что размеры и конфигурация контуров
в сильной степени зависят от распределения по размерам частиц
в облаке ядерного взрыва. Это распределение в свою очередь 3а-

альная
Я,

НСТИЦЫ
радио-
ее Ко-
емном
ентом

РАДИОАКТИВНОЕ ЗАРАЖЕНИЕ МЕСТНОСТИ ПРИ ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВАХ 445

висит от характера местности; при этом необходимо заметить. ч
последняя зависимость до настоящего времени изучена еще не =.
статочно. Несомненно, что наземный взрыв в городе по реа
с открытой местностью приведет к совершенно иному распределе-
нию зараженных частиц по размерам и, следовательно, к иному рас-
пределению радиоактивных осадков на поверхности земли. Во вся-
ком случае, характер поверхности как в городе, так и на откры-
той местности, по всей вероятности, оказывает влияние на раз-
меры и форму частиц, вовлекаемых в радиоактивное облако ядер-
ного взрыва.

[Х.83. В идеальном случае, как показано на рис. 1Х.72, кон-
туры, соответствующие определенным уровням заражения, будут
иметь эллиптическую (или сигарообразную) форму, вытянутую от
центра взрыва по направлению ветра, причем большая ось эллипса
будет направлена в сторону среднего ветра. Если во время пере-
мещения частиц о” эпицентра взрыва происходит изменение ветра
как по направлению, так и по скорости, контуры могут оказаться
изогнутыми и принимать форму банана или бумеранга. Однако
даже при правильной эллиптической форме контуров мощности
доз на различных расстояниях будут зависеть от влияния всех
упомянутых выше факторов, изменяясь по величине в зависимости
от реальных условий.

[Х.84. Выше уже отмечалось (см. $ [Х.70), что при определен-
ном сочетании условий, зависящих от состояния атмосферы и ха-
рактера местности, в некоторых местах часто может наблюдаться
радиоактивное заражение с более высокими уровнями («горячие
пятна»). Таким образом, можно ожидать, что интенсивность излу-
чения в районе сильного радиоактивного заражения будет на раз-
личных его участках неодинаковой; поэтому контуры, изображен-
ные на рис. 1Х.72, являются идеализированными, поскольку они
предполагают постепенное и равномерное снижение мощности до-
зы по мере удаления от центра взрыва. Эти контуры представляют
собой усредненную схему радиоактивного заражения, интенсив

ность которого может изменяться в зависимости от меторонЕ
ских условий (ветры, дождь, снег и т. д.). Сильные ветры И
верхности земли, способствующие распростр ран ие
ных осадков в приземном слое атмосферы, могут привести 9 ао

шению зараженности некоторых участков; эти ыы а Неза-

также вызвать перемещение радиоактивных ране влияние

раженный (или слабо зараженный) район. а в 1Х.50.

дождя во время воздушного взрыва зе не актер распре-
налогичные условия могут также повлиять на хар

Е много взрыва.
дел ы ний и в случае назе
ения радиоактивных выпаде ных выпадений, которая

1Х.85. Другой особенностью радиоакт в 1Х.72, является вредное
Не учтена схемой, изображенной на рис. т = кожу. Величины
во Й НИИ *

здействие бета-частиц при попада сновном гамма-

доз, показанные на этой схеме, обусловлены В С

446 — ОСТАТОЧНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ И РАДИОАКТИВНЫЕ ВЫПАДЕНИЯ в

излучением осколков деления и других продуктов ядерного взрыва, |
Если радиоактивная пыль попадает на кожу и остается на ней в }
течение некоторого более или менее продолжительного времени, то
бета-частицы, помимо других последствий, обусловленных радио-
активным облучением (см. гл. ХТ), могут также вызвать серьезные
ожоги кожи. }

Радиоактивное заражение, обусловленное взрывом
большой мощности, произведенным. 1 марта 1954 г. |

]Х.86. Изложенный выше материал можно дополнить данными
наблюдений над радиоактивным заражением Маршалловых остро-
вов, образовавшимся в результате испытательного взрыва боль-
шой мощности, произведенного у атолла Бикини | марта 1954 г. 1,

Ядерное устройство было взорвано на коралловом острове, и
образовавшиеся в результате этого взрыва радиоактивные про-
дукты, состоявшие из частиц диаметром 0,001—0,02 см, вызвали
сильное заражение местности. Зараженный район имел сигаро-
образную форму, его размеры составляли по направлению ветра
350 км (от центра взрыва), в направлении против ветра — 32 км
и в поперечном направлении — 65 км. Общая площадь зараженной
территории составляла свыше 18000 км?; радиоактивное зараже-
ние было настолько сильным, что для жизни людей оно представ-
ляло бы безусловную опасность, для предотвращения которой по-

требовалась бы их эвакуация с этой территории или принятие дру-
гих мер.

[Х.87. На основе измерений суммарных доз излучения, произ-
веденных рядом дозиметрических станций, а также исходя из рас-
четов, основанных на известных физических данных и ранее нако-
пленного опыта, удалось довольно точно определить несколько
контуров, характеризующих распределение на поверхности земли
выпавших радиоактивных осадков. Эти контуры в несколько идеа-
лизированном виде показаны на рис. 1Х.87. Суммарные дозы
остаточного гамма-излучения в рентгенах, которым соответствуют
данные контуры, подсчитаны для периода времени продолжитель-
ностью 36 часов (после взрыва) по данным полевых дозиметриче-
ских измерений. Эти дозы представляют собой максимально воз-
можные суммарные дозы, которые могли бы быть получены неу-
крытыми людьми, находящимися на открытой местности в течение
всего этого времени. Пребывание внутри зданий или эвакуация из \

1 Действие ядерных взрывов большой мощности (Ть ев
з р е еНесёз оЁ НИ!
= мы Ехр10510п$). Доклад Комиссии по атомной энергии США, фев-

Данных
|
ВЫХ Остро.
Ва боль.
| [954 г

острове, и
ВНЫЕ про-
‚ ВЫЗВАли
1 сигаро-
ию ветра
| — 32 Я
заженной
зараже-
гредстав-
орой по
тие дру

РАДИОАКТИВНОЕ ЗАРАЖЕНИЕ МЕСТНОСТИ ПРИ ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВАХ 447

300 рентевнов

Расстояние от эпицентра взрыва в хм

32 16 16 32 48
Расстояние от эпицентра взрыва в км

Рис. 1Х.87. Значение суммарных доз ра-

диации (при идеальных контурах) по исте-

чении 36 часов после ядерного взрыва

большой мощности, произведенного 1 марта
1954 г. у атолла Бикини

448

ОСТАТОЧНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ И РАДИОАКТИВНЫЕ ВЫПАДЕНИЯ

зараженного района уменьшили бы величину полученной дозы.
С другой стороны, люди, остающиеся в данном районе более чем
36 часов после взрыва, получили бы еще большие дозы остаточ-
ного излучения.

1Х.88. Доза излучения в 700 р, полученная в течение 36 часов,
по всей вероятности, почти в 100% случаев будет смертельной.
Отсюда, по-видимому, следует, что после испытательного взрыва
1 марта 1954 г. полоса длиной в направлении ветра 295 км и ши-
риной до 32 км была настолько заражена радиоактивными выпа-
дениями, что они представляли бы серьезную опасность для
жизни почти всех людей, которые оставались бы в этом районе
вне укрытий по крайней мере в течение 36 часов после взрыва.
На расстоянии 350 км и более по направлению ветра число смер-
тельных случаев, вызванных остаточным излучением, было бы
незначительно, но, по-видимому, на этом расстоянии наблюдалось
бы много случаев заболеваний лучевой болезнью, приводящей
к временной нетрудоспособности.

1Х.89. Период времени — 36 часов, для которого на рис. [Х.87
приводятся суммарные дозы радиации, выбран несколько произ-
вольно на основе предположения, что за это время большая часть
радиоактивных частиц, содержащихся в воздухе над данным райо-
ном, успеет осесть на землю. Следует отметить, однако, что, как
уже не раз указывалось в этой главе, излучения, исходящие от про-
дуктов деления, будут продолжаться в течение длительного вре-
мени, но с непрерывно убывающей интенсивностью. Представления
о влиянии продолжительности внешнего гамма-облучения можно
получить, рассмотрев два различных участка, которые были зара-
жены в результате испытательного взрыва, произведенного 1 мар-
та 1954 г. на атолле Ронгелан (Маршалловы острова). Выпадение
радиоактивных веществ началось через 4—6 часов после взрыва
и продолжалось в течение нескольких часов.

1[Х.90. На северо-западной оконечности атолла, на удалении
160 км от места взрыва, суммарная доза, полученная в течение
первых 36 часов после начала выпадения радиоактивных веществ,
составила 2300 р. Это. было наиболее интенсивное выпадение,
зарегистрированное когда-либо на таком расстоянии от места
взрыва. Примерно в 40 км южнее и в 180 км от эпицентра
взрыва суммарная доза для. этого же времени составляла только
150 р. Жители атолла Ронгелап, находившиеся в этом районе
до их эвакуации в течение 44 часов с момента начала выпаде-
ния радиоактивных осадков (см. $ Х1.47), получили суммарную
дозу в 175 р. Максимальные теоретически возможные дозы излуче-
ния для этих двух районов атолла для различных промежутков
времени после взрыва, вычисленные согласно общепринятому за-

кону радиоак
. в а распада (см. $ 1Х., 1[Х.112), приведены

ара И |

с

ой РАДИОАКТИВН
- Ц не ОЕ ЗАРАЖЕНИЕ #1 :
ль А, 'ИЕ МЕСТНОСТИ ПРИ ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВАХ 4
ы ЗРЫВА)
м — 49
ОЧ.
Вычисленн Табли
36 ые дозы излучени | лица 1Х.90
выпадениями злучения, обус Г
рт Часоу Е Не на двух Ча СТКаХ условленного радиоактивн
в , у пытатель местнос ЫМИ
о Чо? ного взрыва у атолла аа Оле РОЯсЕлаи
м ь . >икини 1 марта 1954 г.
С = щи. ремя облучения после взрыва Суммарная доза за данное время, р
тОСтТЬ г Первые оо еленный район ненаселенный район
М районе От 36 часов до 1 недели. А. 140
е ВЗрыва 0 недели до 1 месяца...’ 10 110
я т 1 месяца до 1 ок 73
сл пр ео
О сме. } р 83 950
было бы 5 _ одмин 1080
лю сего за- Тод“: ааа = —-=
даль | АИ : 397 5490
ИВОДяЩей ного времени . нак
РВ Е Около 199
} Около 1680
ис, [Х.87
ко произ- 160 С
„91. Следует подчеркнут
Ъ |
пая часть | ооконаае ркнуть, что в табл. [Х.90 указаны макси-
ым райо- в данной местности й и
ым р дозы. При подсчете их значений предп м
что, как вергающиеся облучению, находят а ль
еотпро- | местности) в’ течение ии дятся вне укрытий (на открытой
ого вре- Кроме того, данные таблицы н в сутки (см. $ ХП.81 и далее).
вления годы (нап е учитывают влияния условий по-
ав ример, проника условий по
Ы МОЖНО ВЕваннов Е р ние радиоактивных веществ в почву
т ‚ возможное рассеивание часть РН
и зара рые могут привести к уменьшению уров те
з доз ня заражения.
р р
ал м взрыва оказались примерно на 40% меньше м
е ВЗР тЫ звестно, что на третьей неделе там прошли дожди
т, роятно, объясняется значительное уменьшение уровней
ии з
ален [Х.92. Сле
УРлещение тивных ве дует также отметить, что схема выпадения радиоак-
В преств! схема рас ществ в районе атолла Бикини (рис. [Х.87), а также
Ве Пение | ба о эталонных мощностей доз (рис. [Х.72) могут
ма ест НО в как более или менее типичные, поэтому ими мож-
от отр? В виду, ч аться для практических: целей. Следует только иметь
эиИй ко водетва К они не могут служить в качестве абсолютного руко-
да ое | островах онкретная обстановка, сложившаяся на Маршалловых
и ле | Мощность а результатом сочетания таких факторов, как
высота вз | `Н й
ВЫ ую | распре зрыва, характер местности в районе взрыва,
ма ие ыы ветров и другие метеорологические условия. Изме-
ум ей в Схе го из этих факторов могло бы значительно повлиять на
ы ко му зараж
Ре ЖУ 8° | 1.93. Т ения, вызванного радиоактивными выпадениями.
м о | ме образом, показанная на рис. [Х.87 схема радио-
я ув ! Язатель выпадений представляет собой возможную, но не
пр - 29 ную схему того, что происходит после наземного взрыва

Де
йствне ядерного оружия

450 ОСТАТОЧНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ И РАДИОАКТИВНЫЕ ВЫПАДЕНИЯ

делящегося заряда с большим тротиловым эквивалентом. Общее
направление выпадения радиоактивных веществ можно определить
довольно легко, если известна система ветров. Однако взрыв или
его высота в случае ядерного нападения противника представляют
собой факторы, не поддающиеся предвидению. Поэтому невоз-
можно заранее определить, насколько далеко будет простираться
сильно зараженная площадь, хотя время начала радиоактивных
выпадений в любой точке может быть вычислено, если известна
скорость среднего ветра и его направление.

[Х.94. Несмотря на некоторые неясности, которые встречаются
при построении точной схемы выпадения радиоактивных веществ,
из приведенных выше данных можно сделать некоторые крайне
важные выводы. Один из них заключается в том, что при некото-
рых условиях остаточная ‘ядерная радиация может представлять
серьезную опасность на значительном расстоянии от места ядер-
ного взрыва и далеко за пределами радиусов действия воздушной
ударной волны и волны сжатия грунта, а также светового и началь-
ного ядерного излучений. Второй вывод состоит в том, что практи-
чески возможно разработать план мероприятий, направленных на
уменьшение этой опасности; однако эти планы должны быть гиб-
кими, для того чтобы они могли быстро видоизменяться в соответ-

ствии с конкретной обстановкой, возникающей после ядерного
нападения.

Радиологическая война

ТХ 95. В течение некоторого времени рассматривался вопрос о
возможности использования заранее приготовленных радиоактив-
ных веществ в качестве наступательного оружия, т. е. вопрос о так
называемой радиологической войне. Основная идея здесь заклю-
чается втом, что радиоактивное заражение местности, промышлен-
ных предприятий и оборудования приведет к тому, что их исполь-
зование будет либо невозможным, либо крайне опасным, причем
такое заражение не будет сопровождаться разрушением матери-
альных ценностей.

Для большей эффективности используемые в качестве боевых
средств радиоактивные вещества должны испускать гамма-излу-
чение и обладать периодом полураспада в несколько недель или
месяцев. Радиоактивные изотопы с длительным периодом полурас-
пада испускают излучение малой интенсивностью; для того чтобы
они могли быть эффективными, их необходимо применять в очень
больших количествах. Изотопы с коротким периодом полураспада
распадаются слишком быстро и поэтому не могут проявлять свое
вредное воздействие в течение длительного времени.
и бы удаль подобрать радиоактивный изо-
ют а о ртачыЕ с несложной технологией

, вого радиоактивного средства, разре-

ста ядер-
оздушной
‚и началь-
о практи-
енных на
быть гиб-
3 соответ-
ядерного

РАДИОАКТИВНОЕ ЗАРАЖЕНИЕ МЕСТНОСТИ ПРИ ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВАХ 451

шение проблемы производства, обращения и доставки этого изо-
топа‚ обладающего интенсивным гамма-излучением, к цели пред-
ставляло бы значительную трудность. Кроме того, значительную
трудность представляет собой проблема хранения запасов радио-
активных веществ. Другие виды оружия могут быть произведены
заранее и могут храниться готовыми к использованию при чрез-
вычайных обстоятельствах. Их можно хранить в течение длитель-
ного времени без ущерба для их качества. Этого нельзя сказать
о средствах радиологической войны, так как благодаря естествен-
ному распаду будет происходить непрерывная потеря их активно-
сти. Производство специфического изотопа представляет собой
трудоемкий процесс, и поэтому непрерывное и неизбежное сниже-
ние его активности является серьезным недостатком.

[Х.97. Положение изменилось в связи с разработкой бомб,
образующих при взрыве большое количество продуктов деления.
Взрыв такой бомбы на небольшой высоте может привести к радио-
активному заражению больших площадей, лежащих за пределами
механических разрушений. Поэтому эти бомбы по существу яв-
ляются оружием радиологической войны. Вместо того чтобы про-
изводить и хранить средства радиологической войны заранее, со
всеми сопутствующими этому трудностями, проще применять ядер-
ное оружие взрывного действия; в этом случае радиоактивные
вещества образуются в результате деления в момент ядерного
взрыва. Радиологическая война стала, таким образом, автоматиче-
ским дополнением к наступательному ‘использованию ядерного
оружия взрывного действия большой мощности.

Заражение площадей

[Х.98. В $ 1Х.95 указывалось, что радиоактивное заражение
может превратить значительные территории в непригодные для
использования на длительный период времени. Подобное зараже-
ние вызывает два следствия, которые необходимо рассмотреть.
Первое следствие заключается в непосредственном вредном воз-
действии излучения на людей, которым приходится жить и рабо-
тать в зараженном районе; второе проявляется косвенно в резуль-
тате потребления продовольствия, производимого в зараженном
районе. Методы расчета доз облучения, обусловленного продук-
тами деления при условии отсутствия защитных средств, приведе-
ны выше в этой главе (см. также рис. ХП.107 и ХП.108). Эти
методы позволяют определить время, В течение которого можно
оставаться на данной местности при условии, что установлен ка-
кой-то предел допустимой суммарной дозы облучения. Величину
такой предельной дозы нельзя устанавливать заранее, поскольку
она целиком будет зависеть от условий, определяющих конкрет-
ную обстановку.

29*

452 ОСТАТОЧНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ И РАДИОАКТИВНЫЕ ВЫПАДЕНИЯ
п ——=——Щщ[ОЙЩщЩщб - - - - - _

[Х.99. В зараженных сельских местностях опасность поражения
может быть уменьшена путем перепахивания верхнего слоя почвы,
в результате которого выпавшие на поверхность радиоактивные
частицы попадают в нижний почвенный слой. Однако в связи
с этим. может появиться .опасность попадания радиоактивных про-
дуктов взрыва в растения, а следовательно, и в организм человека
с пищей.

— Известно, что одни элементы усваиваются растениями легче, а
другие труднее. Процесс усвоения этих элементов зависит в основ-
ном от характера почвы, а также от некоторых других факторов.
В настоящее время эта в высшей степени сложная проблема де-
тально изучается с целью определения степени опасности, возни-
кающей вследствие усвоения продуктов деления растениями, а
также с целью разработки способов уменьшения этой опасности.

Заражение при подземных (подводных) взрывах

[Х.100. Степень заражения, вызванного радиоактивными про-
дуктами, образовавшимися при подземном взрыве, зависит глав-
ным образом от глубины, на которой произошел взрыв. Если взрыв
произойдет на достаточно большой глубине, то радиоактивные
продукты деления и неразделившиеся остатки вещества заряда, а
также радиоактивные продукты, образовавшиеся при захвате ней-
тронов, в атмосферу не попадут. После такого взрыва сколько-
нибудь значительного выпадения радиоактивных веществ не про-
изойдет. С другой стороны, если взрыв произойдет на небольшой
глубине и при этом огненный шар прорвется наружу, то последст-
вия такого взрыва, поскольку речь идет о радиоактивных выпаде-
ниях, будут немногим отличаться от последствий наземного (над-
водного) взрыва.

[Х.101. В действительности будет наблюдаться постепенный пе-
реход от явлений, сопровождающих воздушный взрыв на большой
высоте, когда почти все радиоактивные продукты взрыва рассеи-
ваются в атмосфере, к явлениям, наблюдающимся при взрыве на
большой глубине, когда все радиоактивные вещества остаются
в земле (воде). Между этими двумя крайними видами взрывов на-
ходятся наземные (надводные) взрывы и воздушные взрывы на
небольшой высоте, сопровождающиеся значительным заражением
местности, обусловленным выпадением радиоактивных веществ.
Эти взрывы в свою очередь по характеру производимого ими за-
ражения аналогичны взрывам на небольшой глубине. С увеличе-
нием глубины взрыва все ббльшая часть радиоактивных продук-
тов остается вблизи места взрыва, т. е. внутри воронки или возле
нее, вследствие чего пропорционально меньшая часть этих про-
дуктов поднимается в верхние слои атмосферы, откуда они потом
выпадают вдали от места взрыва.

1Х.102. Поскольку взрыв на небольшой глубине, когда огнен-

РАДИОАКТИВНОЕ 3

АРАЖЕНИЕ МЕСТНОСТИ ПРИ ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВАХ 458

тю земли, в основном аналогичен низкому
я ее ри котором большая часть огненного шара
хн земли, нет необходимости рассматривать
о типа. Особый интерес, однако, представляет
лу р на такой глубине, при которой огненный шар не вы-
рывается наружу, но, тем не менее, значительное количество земли
(или воды) выбрасывается в воздух в виде столба (см. $ П.67).
1Х.103. Следует отметить, что некоторое усиление остаточной
ядерной радиации после подземного (подводного) взрыва проис-
ходит за счет радиоактивных изотопов, например натрия-24 (см.
$ [Х.21), образующихся в результате захвата нейтронов. Однако
так же, как и в случае наземного (надводного) взрыва, это излуче-
ние настолько незначительно по сравнению с излучениями от про-
дуктов деления, что им можно пренебречь.

[Х.104. Подземный взрыв на неболыной глубине приводит к об:
разованию значительной воронки. Большая часть радиоактивных
веществ остается в районе воронки отчасти из-за того, что эти ве-
щества не вырываются наружу, и отчасти из-за того, что крупные
зараженные куски и обломки, выброшенные в воздух, выпадают
вблизи места взрыва. Более мелкие частицы, образующиеся непо-
средственно при взрыве или находящиеся в базисной волне (см.
$ П.7И), останутся в воздухе во взвешенном состоянии и выпадут
на некотором расстоянии от центра взрыва. я

[Х.105. Схема распределения контурных линий, характеризую-
щих радиоактивное выпадение, будет зависеть от тротилового
эквивалента делящегося заряда, глубины взрыва, характера грун-
тов, а также от скорости и направления ветра и других метеоро-
логических условий. При всех других более или менее равных
условиях зараженность в районе воронки после подземного взрыва
будет приблизительно такая же, как и при наземном взрыве.
В обоих случаях величина тротилового эквивалента делящегося
заряда предполагается одинаковой. Однако при В ыы
боком) взрыве общий размер зараженной площади оудет больш
вследствие того, что в этом случае количество их М
дуктов деления, выпадающих на поверхность, будет более

и Х.06. Выпадение радиоактивных веществ а ее
подводного взрыва типа испытательного взрыва < ее .
веденного у Бикини, во многом напоминает в т
подземном взрыве. При взрыве, ны Е НЫ ==
сота подъема радиоактивного облака была ня! |.
душном взрыве такой же мощности. В результа я
диоактивных веществ (фактически это был радиоак а
началось очень скоро после взрыва: первые ке ная
поверхности лагуны в течение примерно ее ы р к
взрыва. Таким образом, значительная часть фей орион
других радиоактивных веществ выпала за короткое вр р

454 — ОСТАТОЧНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ И РАДИОАКТИВНЫЕ ВЫПАДЕНИЯ

диусе нескольких тысяч метров от места взрыва ядерной бомбы,
тротиловый эквивалент которой составлял приблизительно
20 тыс. т.

[Х.107. Во время испытания «Бейкер» у Бикини базисная
волна, представлявшая собой зараженное облако или туман, со-
стоящий из мельчайших капелек воды, образовалась через 10—
12 секунд после взрыва и начала быстро распространяться во все
стороны от места взрыва (см. $ П.57), что явилось несомненной
причиной увеличения радиоактивного заражения судов, находив-
шихся в лагуне; однако базисная волна как источник заражения
играет меньшую роль, чем выпадение радиоактивного дождя из
зараженного облака.

1Х.108. Существенное различие между подводным и подземным
взрывами заключается в том, что в первом случае радиоактивные
вещества после взрыва постепенно смешиваются с большими мас-
сами воды, в то время как в грунте такого смешивания не проис-
ходит. В результате диффузии различных радиоактивных продук-
тов взрыва, приводящей к смешиванию их с большими объемами
воды, поступающими из незараженных районов, а также в резуль-
тате естественного распада интенсивность радиоактивного излуче-
ния в воде довольно быстро падает. Некоторые данные о скороств
снижения радиоактивной зараженности, а также о распростране-
нии радиоактивных веществ в воде приведены в табл. [Х.108, со-
ставленной на основе результатов испытания «Бейкер» у Бикини.
Так, в течение 2—3 дней радиоактивные продукты распространи-
лись на площади около 130 кл?, но к этому времени максимальная
мощность дозы излучения была настолько мала, что пребывание
в этом районе стало совершенно неопасным.

Таблица 1Х.108

Мощность дозы и площадь зараженной поверхности воды
после подводного взрыва у атолла Бикини (тротиловый
эквивалент 20 тыс. 12) -

Время после взрыва, | Зараженная площаль,
час ы

Средний диаметр, Максимальная мощ-
км м

к. ность дозы, р/час

1
42
21
86 160,0 '042
100 182 15,2 0,025
130 276 18,8 0,008
200 412 22'8 0'0004

1Х.109. Кроме упомянутых выше факторов, уменьшению радио
активности воды после испытания «Бейкер» способствовало осе-
дание продуктов деления на дно лагуны. Исследование материала,

\

ош
1

\

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ, СВЯЗАННЫЕ С ОСТАТОЧНОЙ ЯДЕРНОЙ РАДИАЦИЕЙ 455

взятого со дна через несколько дней после взрыва, показало, что
значительная часть радиоактивных продуктов взрыва бомбы " оче-
видно, выпала из воды на дно. Полученные в результате этого ис-
следования данные свидетельствуют о том, что выпадение большей
части осадков на дно лагуны закончилось через неделю после под-
водного взрыва. К этому времени площадь дна, покрытая радиоак-
тивными осадками, составляла около 155 км?. Хотя общее количе-
ство радиоактивных веществ на дне лагуны было очень велико,
оно вследствие распределения этих веществ на обширной площади
не представляло опасности для морской флоры и фауны. Из на-
блюдений, произведенных спустя несколько месяцев, было уста-
новлено, что дальнейшее распространение зараженных веществ не
имело места. Однако это отчасти можно отнести за счет замкну-
того характера лагуны Бикини.

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ, СВЯЗАННЫЕ С ОСТАТОЧНОЙ ЯДЕРНОЙ
РАДИАЦИЕЙ !

Радиоактивный распад продуктов деления

[Х.110. Смесь радиоактивных изотопов, из которых состоят про-
дукты деления, является настолько сложной, что представить ско-
рость распада этой смеси в зависимости от величины периода по-
лураспада каждого изотопа в видё математического выражения
практически невозможно. Однако экспериментально установлено,
что за период времени от нескольких минут до 2—3 лет после
взрыва общая скорость радиоактивного распада (или интенсив-
ность излучения) продуктов деления с достаточной степенью точ-
ности может быть представлена относительно простым выражением:

Скорость распада = НА (1Х.110.1)

где #— время после образования продуктов деления, т. е. время
после взрыва, а А, — постоянный коэффициент, выражающий собой
скорость распада, зависящую от количества продуктов деления.
Путем подстановки соответствующей величины А; это уравнение
может быть также использовано для определения скорости испу-
скания либо гамма-лучей, либо бета-частиц. Бета-частица осво-
бождается при каждом радиоактивном распаде, в то время как
фотоны гамма-лучей испускаются только примерно в 50% случаев
распада продуктов деления, причем это соотношение меняется в за-
висимости от времени, прошедшего после взрыва.

[Хх 111. Величина дозы излучения (или мощности дозы), испу-
скаемого продуктами деления, и в частности радиоактивными осад-
ками, в основном обусловлена гамма-лучами ввиду их значитель-
ного радиуса действия и проникающей способности; бета-частицы

1 Этот раздел при чтении данной главы может быть опущен.

456 ОСТАТОЧНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ И РАДИОАКТИВНЫЕ ВЫПАДЕНИЯ

при условии, что радиоактивные вещества не находятся непосред-
ственно на коже или внутри организма, играют незначительную
роль. Поэтому при определении изменения мощности дозы остаточ-
ного ядерного излучения в зависимости от времени бета-излучение
в расчет можно не принимать. Если бы доля продуктов деления,
распад которых сопровождается испусканием гамма-лучей, и энер-
гия фотонов этих лучей не менялись со временем, то мошность
дозы, т. е. количество рентгенов в час, находилась бы в прямой за-
висимости от интенсивности испускания гамма-лучей. Однако, как
указывалось в $ 1Х.34, в действительности дело обстоит не так.
На ранних стадиях распада продуктов деления гамма-лучи обла-
дают в среднем большей энергией, чем на более поздних стадиях,
Однако. для промежутков времени, представляющих практический
интерес, т. е. для промежутков времени, начинающихся через не-
сколько часов после взрыва, средняя энергия фотонов гамма-лучей
может в основном рассматриваться как постоянная и равная при-
близительно 0,7 Мэв.

ТХ 119. Хотя относительное количество гамма-излучателей ме-
няется с течением времени согласно уравнению (1Х.110.1), мощ-
ность дозы в любое время после взрыва можно установить с до-
вольно хорошим приближением, исходя из следующего выражения:

Мощность дозы гамма-излучения = © "”, (1Х.112.1)

гле Ю, — постоянная величина. Физически величина Ю‚ эквива-
лентна значению эталонной мощности дозы.

_ Как правило, время #Ё выражается в часах, и тогда Ю, представ-
ляет собой эталонную мощность дозы через один час после взрыва,
выражаемую в р/час. Если К; представляет собой мощность дозы,
создаваемую определенным количеством продуктов деления, че-
рез & часов после взрыва, то из уравнения (1Х.112.1) получаем

ЕК: _ 512
Е : (1Х.112.2)

При логарифмировании это выражение приобретает вид

ви=— 1.2122 ((Х.112.3)

[Х.113. Из уравнения (1Х.112.3) следует, что график зависимо-
сти | в от времени #Ё будет представлять собой прямую линию

с наклоном —1,2. При Ё = 1, т. е. через 1 час после взрыва, Ю, =Кь

и, следовательно, это и есть основная отправная точка, через кото-

рую проведена наклонная линия с наклоном —1,2 на рис. [Х.8.

р 1Х. 114. Если время Ё дано в часах, то мощности доз излучения
ги В, выражаются в рентгенах в час. Тогда суммарная доза

в рентгенах, полученная от данного количества продуктов деления

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ, СВЯЗАННЫЕ С ОСТАТОЧНОЙ ЯДЕРНОЙ РАДИАЦИЕЙ 457

за любой указанный промежуток времени после взрыва, может
быть легко определена путем прямого интегрирования уравнения

(1Х.112.2). Например, для интервала времени между 2, и (,. часов
после взрыва

1
Суммарная доза = А, | Е =

а

ыы 1
02 а — из. ХА)

Отсюда, зная эталонную мощность дозы К: в рентгенах через
1 час после взрыва, можно вычислить суммарную дозу (в рентге-
нах) для любого промежутка времени.

[Х.115. Кривая, представленная на рис. [Х.12, построена на
основе уравнения (1Х.114.1), где время &, принято равным
0,0167 часа, т. е. 1 минуте; 4, представляет собой условно приня-
тое время, по истечении которого начинается остаточная ядерная
радиация. Таким образом, график, изображенный на рис. 1Х.12,
показывает суммарную дозу остаточного излучения, полученную
в течение любого указанного периода времени при непрерывном

облучении за данный период времени.

[Х.116. Уравнение (1Х.114.1) можно применять также с целью
определения продолжительности времени, в течение которого чело-
век, находящийся на местности, зараженной продуктами деления,
получает некоторую определенную дозу радиации. В данном случае
суммарная доза является известной величиной; &, представляет
собой известное время после взрыва, по истечении которого чело-
век оказывается на зараженной местности, а 4, — время, по исте-
чении которого человек, подвергающийся облучению, должен поки-
нуть эту местность. Чтобы решить эту задачу при помощи урав-
нения (1Х.114.1), нужно знать величину эталонной мощности
дозы Ю:. Эта величина может быть получена из уравнения
([Х.112.2), если мощность дозы Ю, измерена в какой-либо момент
после взрыва, например в момент входа в зараженную зону. Эти
данные в графическом виде представлены на рис. ХП.107 и ХП.108.

1Х.117. В принципе уравнением (1Х.114.1) можно воспользо-
ваться для определения полученной суммарной дозы радиации, об-
разуемой радиоактивными выпадениями в зараженной зоне, при
условии, что вся радиоактивность выпадает в течение очень корот-
кого времени. В действительности радиоактивные частицы могут
оседать в течение нескольких часов, и, не зная скорости, с которой
эти частицы достигают поверхности земли, невозможно произвести
правильный расчет. Однако после прекращения радиоактивных
выпадений уравнения (1Х.112.2) и (1Х.114.1) могут быть использо-
ваны для различных расчетов доз излучения при условии, что
имеется хотя бы одно измерение мощности дозы.

458 — ОСТАТОЧНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ И РАДИОАКТИВНЫЕ ВЫПАДЕНИЯ

Радиоактивность продуктов деления в кюри

[Х.118. Скорость распада радиоактивных веществ, а следова-
тельно, и интенсивность излучения бета-частиц и гамма-лучей,
сопровождающих этот распад, обычно выражается в единицах,
именуемых кюри. Кюри представляет собой такое количество ра.
диоактивного вещества, в котором происходит 3,7 - 10 распадов
в | секунду. Такое количество распадов было выбрано потому, что
оно приблизительно соответствует интенсивности распада Тг ра-
дия. Поскольку активность продуктов деления, образующихся при
ядерном взрыве, очень высока, то в этом случае удобнее пользо-
ваться такой единицей, как мегакюри, равной | млн. кюри и со-
ответствующей 3,7 . 10'6 радиоактивных распадов в | секунду.

[Х.119. Как указывалось выше, при внешнем облучении орга-
низма гамма-лучи, испускаемые продуктами деления, оказывают
в общем случае более значительное биологическое действие, чем
бета-частицы. Поэтому активность продуктов деления, выраженная
в (гамма) кюри, характеризует собой скорее интенсивность испу-
скания гамма-фотонов, чем скорость радиоактивного распада. Ис-
пользуя уравнение (1Х.110.1), можно рассчитать суммарную гамма-
активность всех продуктов деления, образующихся при взрыве
ядерного заряда с тротиловым эквивалентом в | млн. т для раз-
личных моментов времени после взрыва. Данные расчетов приве-
дены в табл. [Х.119.

Таблица 1Х.119

Общая гамма-активность продуктов деления,
образующихся при ядерном взрыве с тротиловым
эквивалентом в 1 млн. 12

—ыы_ы"—"—ЫЫ@ыЗЪЗВЮЮааА-ааА”Оа»»аЕЫЫЫ›——»‚щ‚к‚—‚

Время после взрыва Активность (мегакюри)
жди
1 час 300000
1 сутки 6 600
1 неделя 640
1 месяц 110
1 год 5,5

Мощность дозы излучения над зараженной поверхностью

[Х.120. Если какой-нибудь участок поверхности равномерно за-
ражен радиоактивными веществами, активность которых, выра”
женная в кюри, известна, то мощность дозы гамма-излучения на
‚разных высотах над поверхностью можно определить при условии,
‘что известна средняя энергия фотонов гамма-лучей. Результаты
‘таких расчетов представлены на рис. 1Х.120 для плотности
заражения, равной 0,388 (гамма) млн. кюри на 1 км?; при расче-

амма-
зрыве
г раз-
риве-

в.

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ, СВЯЗАННЫЕ

—— `С ОСТАТОЧНОЙ ЯДЕРНОЙ РАДИАЦИЕЙ 459

16

14

Мощность дозы В Р/час

0 1,8 3.6 5,4 и 3:0
Высота над поверхностью земли в м

Рис. 1Х.120. Зависимость между мощностью дозы

гамма-излучения и высотой над поверхностью земли

при равномерном заражении местности с плотностью

0,388 млн. кюри на 1 км? (для различных энергий
излучения)

тах энергия фотонов гамма-лучей принята равной 0,7 Мэв, 1,5 Мэв
и 3,0 Мэв соответственно. Кривая, построенная для фотонов с энер-
гией 0,7 Мэв, применима к поверхности, зараженной продуктами
деления. Если фактическая плотность заражения больше или
меньше, чем 0,388 млн. кюри на 1 км?, то ординаты, приведенные
на графике, должны быть соответственно увеличены или умень-
шены.

]Х.121. Следует отметить, что при получении данных для по-
строения графика, показанного на рис. [Х.120, рассеянное гамма-
излучение, образующееся в воздухе в результате взаимодействия
гамма-фотонов с атомами кислорода и азота, во внимание не при-
нималось. Ввиду этого фактические значения мощностей доз дол-

460

ОСТАТОЧНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ И РАДИОАКТИВНЕ

100 000
10000

40 000

р | | 20 000

; ры
: Г 10000
7 |

79000

бглаблевия

СтвпгРРЬ

в 300 600 900 1200 1500
Высота над поверхчестью земли 8 м

Рис. [Х.122. Зависимость степени ослабления гамма-излучения,
испускаемого с поверхности земли, от высоты

жны быть несколько выше приведенных на графике. С другой сто-
роны, при проведении расчетов предполагалось, что зараженная
поверхность является совершенно ровной. Для умеренно пересе-
ченной местности мощность дозы на данной высоте будет меньше,
чем для плоской поверхности. На практике эти два фактора, влияю-
щие на величину мощности дозы, в основном компенсируют друг
друга, и поэтому данные, приведенные на рис. 1Х.120, являются от-
носительно точными при определении уровней радиации в воздухе
над неровной поверхностью.

и @ м = > ^^

В

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ, СВЯЗАЕ

1НЫЕ С ОСТАТОЧНОЙ ЯДЕРНОЙ РАДИАЦИЕЙ 461

[Х.122. Мощность дозы на значительных высотах над поверхно-
стью земли, например на таких высотах, на которых обычно нахо-
дятся самолеты в воздухе, может быть определена при помощи
графика, изображенного на рис. 1Х.122. Этот график характеризует
степень ослабления гамма-излучения, испускаемого продуктами де-
ления, как функцию высоты. График в основном применим к рав-
номерно зараженному району, площадь которого является большой

|

Мошность бозь 68 р/зде

|
0 15 30 45 50 75 90

Высота над- поверхностью воды в м

Рис. 1Х.124а. Мощность дозы гамма-излучения над поверх-

ностью воды, объем которой равномерно заражен с плот-

ностью 1,3 кюри на 1 м при различных энергиях гамма-
лучей

®

462 —ОСТАТОЧНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ И РАДИОАКТИВНЫЕ ВЫПАДЕНИЯ

по сравнению с высотой самолета. Если мощность дозы у поверх-
ности земли известна, то ее величина на любой заданной высоте
может быть вычислена путем деления этой мощности дозы на сте-
пень ослабления, соответствующую данной высоте; с другой сто-
роны, если мощность дозы измеряется на известной высоте, то ве-
личина мощности дозы у поверхности земли может быть получена

Мощность бозь 8 р/час

6 1 2 3 4 5
Энергия гамма-излучения В Мэв

Рис. 1Х.1246. Изменение мощности дозы гамма-излучения

внутри большого объема воды, которая равномерно заражена,

с плотностью 1,3 кюри на 1 2%, в зависимости от энергии
гамма-излучения

путем умножения измеренной мощности дозы на величину степени
ослабления. .

1Х.123. График, показанный на рис. [Х.122, может быть исполь-
зован для определения мощности дозы и плотности: заражения на
поверхности земли на основе измерений, производимых с самолета
(см. $ ХП.77). Допустим, например, что дозиметрический прибор,
установленный на самолете, показал на высоте 305 м мощность
дозы излучения, равную 0,24 р/час. Величина степени ослабления
для данной высоты составляет 30; следовательно, мощность дозы
на поверхности земли будет составлять примерно 0,24Ж 30=7,2 р/час.
Из рис. [Х.120 видно, что при плотности заражения в 0,388 мега-
кюри на | км? мощность дозы у поверхности земли составляет
около 4 р/час. Следовательно, в данном случае плотность зараже-

и ы (И ©. а

п
д
п
г
н
р
н
и

р-р” ЗЛА ЗОВРО

0,38

ния будет равна приблизительно —

= 0,7 мегакюри на | км?.

[Х.124. На рис. [Х.124а приведены значения мощностей доз для
гамма-излучений различной энергии над поверхностью равномерно
р воды при плотности заражения 1,3 (гамма) кюри на
1 м3 (1,3 млн. кюри на | млн. м3). Кривая, построенная для гамма-
излучения с энергией фотонов 0,7 Мэв, может применяться для
оценки заражения, обусловленного продуктами. деления.

Для вычисления мощностей доз на разных высотах можно ис-
пользовать данные графика, показанного на рис. 1Х.122. Мощности
доз в самой воде, где заражение предполагается равномерно рас-
пределенным, приведены в виде функции от энергии фотонов
гамма-лучей на графике, изображенном на рис. [Х.1246. Измере-
ния мощностей доз с самолета на определенной высоте позволяют
рассчитать плотность заражения воды при использовании дан-
ных графиков, показанных на рис. 1Х.122 и [Х.124а. После этого
из графика [Х.1246 возможно определение мощности дозы в воде.

Скорость падения частиц

[Х 195. Одной из важных сторон проблемы выпадения радио-
активных осадков является теоретическое исследование распреде-
ления частиц на поверхности земли в зависимости от размеров
этих частиц и расстояния от места взрыва. Ниже приводится срав-
нительно простое решение этой проблемы, которое, хотя и является
приближенным, все же дает, как можно полагать, качественно
правильную картину. й

Для иллюстрации предположим, что взрыв ядерного заряда
большой мощности произведен вблизи поверхности земли. Хотя ча-
стицы, образующие радиоактивное облако, будут выпадать с раз-
личных возможных высот от 18000 до 30 000 м, однако для упро-
щения расчета можно предположить, что все эти частицы начнут
выпадать со средней высоты, равной 24 000 м.

[Х.196. Скорость падения малых частиц в воздухе с больших
высот под влиянием силы тяжести может быть приближенно опре-

делена по закону Стокса:
Скорость падения — 0,11 42р м/час, (1Х.126.1)

где р — плотность частицы в г/смз;

4— диаметр частицы в микронах.
Это выражение с довольно большой точностью применимо к ча-

стицам, диаметр которых составляет от 5 до 300 микронов, т. е. от
5.10 —4до 3-10-2? см. Скорость падения более крупных частиц не-
сколько меньше скорости, получаемой на основе закона Стокса.
На основе предположения, что плотность частиц радиоактивных
выпадений соответствует плотности песка, то есть составляет

ОСТАТОЧНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ И РАДИОАКТИВНЫЕ ВЫПАДЕНИЯ

2,6 г/смз, по уравнению (1Х.126.1) подсчитано приближенное зна-
чение времени, необходимого для того, чтобы частицы различных
диаметров достигли поверхности земли с высоты 24000 м. Данные
расчетов приведены в табл. 1Х.126. Частицы диаметром менее
5 микронов в результате столкновений с молекулами воздуха под-
вержены сильному броуновскому движению, и поэтому часть их,
как указывалось ранее, остается во взвешенном состоянии в тече-
ние очень длительного времени. На величину скорости падения
даже крупных частиц оказывает влияние степень турбулентности
воздуха.

Таблица 1Х.126

Приблизительная продолжительность времени
падения частиц с высоты 24 000 м

Диаметр частиц, мк Время падения, час

340 0,75
250 1,4
150 3,9

75 16

33 80

16 340

8 1400

5 3400

[Х.127. Если бы все частицы начинали свое падение с одной и
той же высоты, то данные, приведенные в табл. [Х.126 или вычис-
ленные по уравнению (1Х.126.1), можно было бы использовать для
оценки распределения частиц на поверхности земли в зависимости
от расстояния от эпицентра взрыва. Действительное расстояние от
эпицентра взрыва, на котором выпадают частицы, будет зависеть
от высоты облака, поскольку последняя определяет время падения
частиц, а также скорости среднего ветра. Тем не менее можно по-
строить обобщенный график, представленный на рис. [Х.127, опре-
деляющий зависимость между размерами радиоактивных частиц
и расстоянием от эпицентра взрыва, на котором эти частицы до-
стигают поверхности земли. Это расстояние равно произведению
времени падения частиц, начинающих свое оседание с высоты
24 000 м, и скорости среднего ветра, равной 24 км/час. Очевидно,
что частицы диаметром более 250 микрон выпадут относительно
недалеко от эпицентра взрыва. Более мелкие частицы, однако,
прежде чем они выпадут на землю в виде радиоактивного осадка,
могут переместиться на весьма значительные расстояния.

1Х.128. Идеальные условия, принятые при построении кривой,
представленной на рис. 1Х.127, на практике не встречаются. Напри-

%

ВОПРОСЫ
НЕКОТОРЫЕ = СВЯЗАННЫЕ С ОСТАТОЧНОЙ ЯДЕРНОЙ РАДИАЦИЕЙ 465

мер, закон Стокса, строго говоря, соблюдает

далее, частицы, находящиеся в облаке ареж = тол
дение, поднимаются не на одну и ту Зе мы ВЕ Н
при построении графика, а на разные а. Е
ветра является величиной переменной; ;

350

ько частично;
ачать свое па-
предполагалось
кроме того, скорость
на скорость падения ча-

300

250

200

150

Диаметр частицы 8 микронах

100

| 64 128 192, 2,56 320 384

Расстояние от эпицентра взрыва 6 км

Рис. 1Х.127. Зависимость между размерами радиоактивных

частиц и расстоянием от эпицентра взрыва, на котором вы-

падают эти частицы с высоты 24 км при средней скорости
ветра 24 км/час

стиц, помимо этого, влияет форма и взаимное прилипание мелких
частиц, а также турбулентные возмущения в воздухе. Следова-
тельно, на распределение частиц на поверхности земли в зависи-
мости от их размеров и расстояния от места взрыва оказывают
влияние многие факторы. Однако можно полагать, что график, по-
казанный на рис. 1Х.127, дает довольно правильное общее пред-
ставление о характере распределения частиц различных размеров
на поверхности земли в зависимости от расстояния от эпицентра
взрыва,

1Х.129. Пренебрегая приближениями, принятыми при построе-
нии графика, представленного на рис. [Х.127, можно считать, что
расстояния от места взрыва, на которых выпадают частицы раз-
личной величины, зависят в основном от скорости среднего ветра
и средней высоты, с которой падают частицы. При взрыве ядерного

30
Действие ядерного оружия

466 —ОСТАТОЧНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ И РАДИОАКТИВНЫЕ ВЫПАДЕНИЯ

заряда с небольшим тротиловым эквивалентом высота подъема
облака будет меньше; из этого вытекает, что время, в течение ко-
торого частицы достигнут в этом случае поверхности земли, а так-
же соответствующие расстояния от эпицентра взрыва, на которых
эти частицы выпадут на землю, будут меньшими, чем приведен-
ные на рис. [Х.127. С другой стороны, более высокая скорость
среднего ветра приведет к увеличению расстояния, на котором за-
раженные частицы достигнут поверхности земли.

[Х.130. С точки зрения радиоактивного заражения, помимо
скорости падения, некоторую роль играет площадь поверхности
частиц. Во многих частицах, собранных после испытательных взры-
вов, распределение радиоактивности по их объему было довольно
равномерным, в других же частицах радиоактивность была сосре-
доточена только у поверхности ($ 1.21). Однако ради упрощения
последующего расчета будет принято, что имеет место заражение
второго типа и что толщина поверхностного радиоактивного слоя
всегда одинакова. В этом случае суммарная радиоактивность, со-
держащаяся в частицах данного размера, будет пропорциональна
общей площади поверхности частиц, составляющих данную
группу. Для расчета необходимо знать процентное распределение
частиц, содержащихся в радиоактивных осадках, по размерам, т. е.
долю, которая приходится на.каждую группу частиц. Точных дан-
ных по этому вопросу нет. Для приближенных расчетов можно
считать, что распределение частиц по размерам будет таким же,
как и в поверхностном слое почвы района взрыва.

ГХ.131. Данные, приведенные в табл. [Х.131, получены на ос-
нове указанных выше предположений. В первой графе табл. [Х.126
приведены четыре группы частиц, выделенные в зависимости от их
диаметра. Во второй графе этой же таблицы указано время, необ-
ходимое для выпадения частиц с высоты 24000 м. Из таблицы
[Х.131 видно, что по истечении 16 часов после взрыва около 50%
общего количества радиоактивных продуктов деления оседает на
землю. При скорости среднего ветра 24 км/час частицы за это
время переместятся по направлению ветра на 384 км.

Таблица 1Х.131

Относительное распределение радиоактивных продуктов взрыва,
выпавших из радиоактивного облака с высоты 24 000 м

Процентное содержание радно-
Диаметр частиц, мк Время выпадения, час активности, приходящейся

на данную группу частиц
И

340 До 0,75 3,8
340—950 0,75 до 1,4 12,6
250—150 14 до 39 14,5
150—75 39 до 16 181

рциональна
х данную
пределение
мерам, т.е.
ОЧНЫХ Дан
Тов МОЖНО
таким Же,

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ, СВЯЗАННЫЕ С

ОСТАТОЧНОЙ ЯДЕРНОЙ РАДИАЦИЕИ 467

[Х.132. Данные, приведенные в последней графе таблицы
[Х.131, показывают долю начальной радиоактивности, выраженную
в процентах, приходящуюся на различные группы частиц. Иначе
говоря, здесь не внесено каких-либо поправок, которые бы учиты-
вали естественный радиоактивный распад продуктов взрыва, про-
текающий как во время подъема этих продуктов с радиоактивным
облаком, так и во время их выпадения из облака.

Однако вследствие радиоактивного распада активность выпа-
дающих осадков будет тем меньше, чем позже эти осадки достиг-
нут земли. Например, в табл. [Х.131 указано, что за период между
3, ди 16 часами после взрыва поверхности земли достигает около
18$ продуктов деления. Однако если сделать поправку на есте-
ственный радиоактивный распад, то доля оставшейся радиоактив-
ности будет представлять собой менее 0,1% первоначальной актив-
ности, содержавшейся в облаке.

Прогнозирование траектории движения радиоактивных
частиц при их выпадении

1Х.133. В настоящее время для определения предполагаемой
траектории движения радиоактивных частиц, образующихся при
ядерном взрывё, предложено несколько методов, отличающихся
друг от друга по степени сложности и точности получаемых ре-
зультатов. Один из наиболее простых методов излагается ниже '.
Хотя результаты, получаемые при использовании этого метода, ме-
нее точны, чем при использовании других способов, данный метод
обладает тем достоинством, что он позволяет получать необходи-
мые результаты быстро и что его можно применять при чрезвы-
чайных условиях. Необходимо прежде всего иметь данные (или
прогноз) о направлении и скорости среднего ветра для ряда слоев
атмосферы толщиной в 1500 м каждый, начиная от поверхностного
и кончая вершиной радиоактивного облака.

1Х.134. Из точки О, представляющей эпицентр взрыва, прово-
дится вектор ОД, показывающий направление и скорость ветра
(в км/час) в первом приземном слое (рис. 1Х.134). Вслед за этим
проводят векторы АВ, ВС... СН для последующих слоев атмосферы
вплоть до границы наблюдений, например вершины облака ядер-
ного взрыва; в данном случае до высоты 8х 1500=12 000 м. Тогда
линия ОН характеризует собой траекторию частиц, выпадающих
в различные промежутки времени с высоты 12000 м. Более круп-
ные частицы выпадут ближе к эпицентру вскоре после взрыва,
в то время как более мелкие частицы выпадут дальше и в более
позднее время. Линия ОС характеризует собой траекторию частиц,

—_—_—_
` Более точные методы основываются на вычислениях, производимых вруч-
ную или при помощи специальных машин.
30*

ОСТАТОЧНАЯ ЯДЕРНАЯ РАДИАЦИЯ И РАДИОАКТИВНЫЕ ВЫПАДЕНИЯ

выпадающих с высоты 10 500 м, поскольку на них не воздействует
ветер, изображаемый вектором СН; аналогичным образом вектор
ОЕ характеризует собой траекторию частиц, начинающих выпадать

с высоты 9000 м, и т. д. Усредненную скорость ветра для всех слоев
атмосферы, вплоть до 12000 м, можно получить путем деления
результирующего вектора ОН на число слоев толщиной 1500 м,
в данном случае на 8.

1Х.135. Область, охватываемая линией ОН и различными век-
торами, дает грубое представление об общем направлении выпа-
дения радиоактивных осадков по отношению к эпицентру взрыва.

’ цу
Рис. 1Х.134 Приближенная схема района выпадения
радиоактивных частиц, построенная на основе данных
о скоростях и направлениях ветра на различных
> высотах

Помимо воздействия ветра, в атмосфере происходит рассеивание
частиц, имеющее своим результатом некоторое их отклонение во
всех направлениях от идеализированной области, образованной
векторами ветров.

1Х.136. Рис. 1Х.134 дает только общее представление о форме
района выпадения радиоактивных осадков, однако он не показы-
вает общих размеров этого района. Если, как указывалось выше,
векторы ветров, выраженные в км/час, проводятся для каждого
слоя толщиной 1500 м, то ОН представляет собой расстояние, про-
ходимое за 8 часов частицами; опускающимися с высоты 12 000 м.
Аналогичным образом ОС представляет собой расстояние, прохо-
димое частицами, опускающимися с высоты 10500 м за 7 часов.
Таким образом, по размерам фигуры ОАВ... НО приблизительно
можно судить о площади, на которой будут оседать частицы диа-
метром в 75 микронов (и более). Такие частицы падают со ско-
ростью 1500 м в час (и более). Частицы меньших размеров осе-
дают медленнее и будут выпадать за пределами указанной пло-
щади. Направления выпадения на поверхности земли этих частиц,
оседающих с различных высот, будут такими же, как и прежде;
так, частицы с диаметрами менее 75 микронов, оседающие с вы-
соты 12000 м, будут выпадать вдоль линии, являющейся продол-
жением ОН, а такие же частицы, оседающие с высоты 10 500 м,
бут выпадать вдоль линии, являющейся продолжением ОС. От-

да следует, что общая конфигурация схемы выпадения более

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ, СВЯЗАННЫЕ С ОСТАТОЧНОЙ ЯДЕРНОЙ РАДИАЦИЕЙ 469

мелких частиц похожа на конфигурацию, показанную на
рис. 1Х.134, хотя она и будет занимать большую площадь.

ХЛ ЗТ. Очевидно, что описанный выше метод позволит полу-
чить только приолиженные данные относительно вероятного района
выпадения радиоактивных осадков. В действительности данные
о распределении частиц по их размерам будут отсутствовать. Вы-
сота поднятия радиоактивного облака, из которого оседают ча-
стицы, будет также не вполне определенной. Кроме этого, при по-
строении схемы, приведенной на рис. [Х.134, не принимался во
внимание тот факт, что направление и скорость ветра в каждом
слое могут меняться с течением времени, а также не учитывалось
влияние резких изменений характера ветра в тонких слоях воз-
духа. Наконец, не всегда будет соблюдаться основное допущение
о том, что векторы ветров, принятые при построении схемы, при-
годны для всего рассматриваемого района заражения, который
может иногда простираться на расстояния до 320 км от эпицентра
взрыва. Дождь или снег, выпадающие в момент взрыва (или
вскоре после него), также изменят условия выпадения зара-
женных частиц, так как многие из этих частиц будут прилипать
к каплям атмосферных осадков.и оседать с различных высот со
скоростями, характерными для выпадающего снега или дождя.

[Х.138. В случае если к моменту взрыва данные о направле-
ниях и скоростях ветров в верхних слоях атмосферы будут отсут-
ствовать, можно использовать сведения об общем направлении
ветров, характерных для данной местности в интересующее нас
время года. Эти сведения, основанные на наблюдениях метеороло-
гических станций в течение длительных периодов времени, воз-
можно, могут быть дополнены визуальными наблюдениями за на-
правлением движения облаков на различных высотах. Важно под-
черкнуть, что схемы распределения радиоактивных веществ на по-
верхности земли, построенные с учетом направления ветров, на-
блюдаемых только в приземном слое воздуха, могут оказаться пол-
ностью ошибочными,

ГЛАВА Х
ы ВЫПАДЕНИЕ РАДИОАКТИВНЫХ ОСАДКОВ В ПРЕДЕЛАХ

ОСТАТОЧНАЯ РАДИАЦИЯ о

МЕСТНОЕ РАДИОАКТИВНОЕ ВЫПАДЕНИЕ И ВЫПАДЕНИЕ
РАДИОАКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ В ПРЕДЕЛАХ ВСЕГО ЗЕМНОГО ШАРА

Введение

Х.1. Рассмотренное в предыдущей главе выпадение радиоак-
тивных осадков, образующихся при взрыве ядерной бомбы, имеет
местный характер. Эти осадки состоят в основном из крупных за-
раженных частиц, оседающих на поверхность земли под влиянием
действия силы тяжести в течение нескольких часов после взрыва.
Расстояния от места взрыва, на которых выпадают эти частицы,
относительно невелики и даже для самых мощных взрывов не пре-
вышают нескольких сотен километров от эпицентра взрыва в на-
правлении ветра.

Опасность местных радиоактивных осадков в первый период
после взрыва заключается главным образом в ядерных излуче-
ниях, испускаемых радиоактивными веществами, находящимися
вне организма. В продолжение первых нескольких дней или не-
дель после взрыва уровни радиации могут быть достаточно высо-
кими и представлять опасность для лиц, подвергающихся их во03-
действию. Интенсивность излучений с течением времени быстро
снижается, и, за исключением районов с очень сильным началь-
ным заражением, эта интенсивность через несколько недель стано-
вится настолько незначительной, что не представляет собой серьез-
ной опасности. Однако, как было показано ранее, радиоактивность
с течением времени уменьшается все медленнее, ввиду чего она мо-

ет сохраняться даже через несколько лет после взрыва.

7: Существует также и другая форма радиоактивного зара-
жения, которая распространяется на гораздо большие площади,
чем в случае местного заражения. Это радиоактивное заражение
обусловлено той частью радиоактивных продуктов взрыва ядер

т.

пе 9 4 Ф

ОТ м Е се 9 Гы оы 2 ‘©

ПИ

и

) ШАРА

радиоак-
ы, имеет
НЫХ 34-
лиянием

вр ыва,
части ЦЫ,

МЕСТНОЕ РАДИОАКТИВНОЕ ВЫПАДЕНИЕ 471

ной бомбы, которая состоит из очень мелких частичек, остающихся
взвешенными в воздухе в течение длительного периода, который
может продолжаться от нескольких дней до нескольких лет. Эти
мельчайшие частички могут переноситься ветром на значительные
расстояния и в конечном счете могут осесть в весьма отдаленных /]
от места взрыва раионах земного шара? Выпадение”этих частичек
обозначается термином выпадение в пределах всего земного шара.
При употреблении этого термина, однако, не следует полагать, что
эти мельчайшие частицы совершенно не осаждаются в районах,
находящихся поблизости от места взрыва; не следует считать так-
же, что эти частицы равномерно распределяются по всей поверх-
ности земного шара. Характер этого распределения будет рассмот-
рен ниже; здесь же важно отметить то, что рассматриваемый тип
выпадений охватывает значительно более обширные районы, чем
выпадения местного типа.

Х.3. Чрезмерное облучение, вызванное местным радиоактивным
заражением, может привести к вредным последствиям, которые
проявляются через несколько дней (или недель) после взрыва; эти
последствия называются быстро проявляющимися. Кроме того,
будут иметь место некоторые долго проявляющиеся (или остаточ-
ные) последствия, которые могут проявиться через многие годы
после момента взрыва или вовсе не проявиться. Ядерное излуче-
ние, вызванное местным выпадением в первые часы после взрыва,
так же, как излучение, получаемое при значительно меньших моЩ-
ностях доз в течение многих месяцев или лет как от местного
заражения, так и от выпадений в пределах всего мира, может уве-
личивать вероятность проявления этих остаточных эффектов. Та-
кое излучение может обусловливаться радиоактивными вещества-
ми, находящимися как внутри, так и вне организма.

Х4. Одним из остаточных последствий может быть генетиче-
ское изменение, вызванное облучением клеток, передающих наслед-
слвенные качества от одного поколения другому. Эта сторона воз-
действия остаточного (и других типов) излучения будет более де-
тально рассмотрена в главе Х[. Рассматриваемые здесь остаточ-
ные эффекты представляют собой последствия, являющиеся ре-
зультатом воздействия на ткани организма излучении, обусловлен-
ных радиоактивными веществами, которые накапливаются утра
организма в течение длительного периола времени; \аменно
в связи с рассмотрением этого вопроса и представляет чавес
изучение проблемы радиоактивных выпадений в пределах

земного шара.

° Выпадение радиоактивных частиц из тропосферы

было показано в предыдущих главах этой книги,

Х.5. Как уже ют важное значение только

местные радиоактивные выпадения име

472 ВЫПАДЕНИЕ РАДИОАКТИВНЫХ ОСАДКОВ

в том случае, когда ядерный взрыв происходит близко от поверх-
ности земли (или под ней). При таких взрывах значительное коли-
чество радиоактивных частиц захватывается и уносится облаком
ядерного взрыва. С другой стороны, выпадение радиоактивных
частичек в пределах всего земного шара может быть обусловлено
ядерными взрывами всех типов, за исключением только взрывов,
произведенных глубоко под поверхностью земли, когда огненный
шар в атмосферу не вырывается и вследствие этого радиоактивное
облако взрыва не образуется. Однако, касаясь механизма выпа-
дения зараженных частиц в пределах всего земного шара, необхо-
димо проводить различие между характером этого выпадения при
взрывах малой и большой мощности. Допустим, что взрыв про-
исходит в нижней части тропосферы (тропосферой называется
слой атмосферы, который простирается до высоты 10 000—16 000 м
в зависимости от существующих климатических условий). При
взрывах ядерных зарядов с тротиловыми эквивалентами порядка
нескольких тыс. т радиоактивное облако обычно не поднимается
выше границы тропосферы (см. $ П.14, 1.15). Вследствие этого
почти все мелкие частицы, образующиеся при подобного рода
взрывах, останутся в пределах тропосферы до тех пор, пока в ко-
нечном итоге не осядут на поверхности земли.

Х.6. Механизм осаждения мелких частиц из тропосферы
является весьма сложным. На выпадение, помимо обычного дей-
ствия силы тяжести, оказывают влияние также и другие различные
факторы. Наиболее важным из этих факторов является, по-види-
мому, захват радиоактивных частиц дождем или другими атмо-
сферными осадками. Скорость выпадения радиоактивных веществ
из тропосферы в любой момент времени, по-видимому, пропорцио-
нальна количеству этих веществ, имеющихся в тропосфере в дан-
ное время. Отсюда следует, что время, необходимое для оседания
половины веществ, называемое периодом половинного’ оседания,
является важной количественной характеристикой выпадений. При
выпадении частиц из тропосферы период половинного оседания со-
ставляет несколько недель, так что частицы, образующиеся при
ядерном взрыве, остаются в тропосфере в течение сравнительно
непродолжительного времени.

Х.Т. За время, в течение которого мелкие частицы находятся
в’ тропосфере во взвешенном состоянии, большая часть их переме-
щается ветром. Общее направление ветров таково, что эти частицы
быстро переносятся в восточном направлении, делая полный о0бо-
рот вокруг земного шара за период времени от четырех до семи
недель. Рассеивание облака к северу и к югу происходит относи-
тельно медленно, в результате чего большая часть мелких частиц,
находящихся в тропосфере, выпадает на поверхность земли в те-
‘чение небольшого периода времени, исчисляемого неделями, в от-
носительно узкой полосе, опоясывающей земной шар по широте,
эт места ядерного взрыва.

ОПАСНОСТЬ, СВЯЗАННАЯ С ДЛИТЕЛЬНЫМ ОСТАТОЧНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ — 473

Выпадение радиоактивных частиц из стратосферы

Х8. При взрывах ядерных зарядов с тротиловым эквивалентом
порядка нескольких млн. т почти все образующиеся при взрыве
частицы пройдут через тропосферу и войдут в пределы страто-
сферы. Более крупные частицы, образующиеся при наземном или
подземном взрыве, создадут при выпадении местное (локальное)
заражение. Можно считать, что очень мелкие частицы, образую-
щиеся в результате мощных взрывов всех типов, останутся в стра-
тосфере и будут при осаждении распространяться по всему зем-
ному шару. Благодаря малым размерам этих частиц и отсутствию
облаков и дождя на столь больших высотах эти частицы будут
оседать на землю очень медленно. Подсчеты, основанные на огра-
ниченных данных, имеющихся в настоящее время, указывают, что
ежегодно на землю оседает примерно 10% находящихся в страто-
сфере частиц; соответствующий период половинного оседания со-
ставляет, таким образом, около 7 лет. Во время длительного на-
хождения в стратосфере частицы, образовавшиеся при’ взрыве
бомбы, рассеиваются во все стороны медленно, но таким образом,
что они могут опуститься в тропосферу над любой точкой земного
шара. Попав в тропосферу, эти мелкие частицы, по-видимому, ве-
дут себя так же, как и частицы, которые попадают в эту часть
атмосферы в результате ядерного взрыва малой мощности; из тро-
посферы эти частицы относительно быстро увлекаются на землю
дождем или снегом.

Х.9. Важной чертой этого стратосферного, охватывающего весь
земной шар выпадения является то, что радиоактивные частицы
в действительности накапливаются в стратосфере, и лишь неболь-
шая их доля непрестанно выпадает вниз на поверхность земли.
Находясь в стратосфере, эти частицы не представляют собой непо-
средственной опасности радиоактивного поражения. Действительно,
за это время большая часть короткоживущих радиоактивных
веществ подвергается распаду, а активность некоторой части дол-
гоживущих радиоактивных веществ заметно уменьшается. Таким
образом, радиоактивное выпадение из стратосферы представляет
собой медленное непрерывное оседание радиоактивных веществ,
охватывающее всю поверхность земного шара, причем скорость
этого оседания зависит от общего количества имеющихся в стра-
тосфере частиц, образующихся при ядерных взрывах большой
мощности.

ОПАСНОСТЬ, СВЯЗАННАЯ С ДЛИТЕЛЬНО ДЕЙСТВУЮЩИМ
ОСТАТОЧНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ
Введение

Х.10. Из всех продуктов деления, образующихся в результате
испытаний ядерного оружия в мирное время или при его примене-
нии в военное время, наибольшую потенциальную опасность с точки

474 ВЫПАДЕНИЕ РАДИОАКТИВНЫХ ОСАДКОВ

зрения поражения в течение длительного времени представляют,
по-видимому, радиоактивные изотопы цезий-137 и стронций-90. Так
как оба эти изотопа содержатся в продуктах деления в относи-
тельно большом количестве, а периоды их полураспада сравни-
тельно продолжительны, они будут составлять значительный про-
цент от общего количества радиоактивных веществ, содержащихся
в выпадениях в пределах всего земного шара. Конечно, суммарная
активность этих изотопов через длительный период времени после
данного наземного или подземного взрыва будет значительно
больше в местных выпадениях (вблизи точки взрыва), чем в вы-
падениях в пределах всего земного шара.

Цезий-137

Х.. Период полураспада радиоактивного цезия составляет
30 лет. Особый интерес этот элемент представляет в выпадениях
с возрастом более одного года, так как цезий в этом случае соста-
вляет основную составную часть радиоактивных продуктов, распад
которых сопровождается гамма-излучением 1.

Химические свойства цезия аналогичны свойствам калия. Со-
единения этих элементов в общем более растворимы в воде, чем
соответствующие соединения стронция и кальция (см. $ Х.17); спо-
собы попадания этих двух пар элементов из почвы в организм че-
ловека являются совершенно различными.

Х.12. В природе цезий встречается относительно редко и нор-
мально в организме он содержится только в ничтожном количе-
стве. Вследствие этого биохимия цезия изучена не так тщательно,
как других элементов. Однако установлено, что цезий-137 распро-
страняется внутри живых клеток теми же путями, как и калий,
поэтому он содержится главным образом в мышцах. На основа-
нии одного опыта, проведенного на нескольких людях, было опре-
делено время, которое требуется для того, чтобы путем нормаль-
ных биологических процессов снизить содержание цезия в орга-
низме наполовину, т.е. был определен период половинного
выведения его ‘из организма (см. $ ХГ.110). Этот период оказался
равным 140 дням. Благодаря большой проникающей способности
гамма-лучей, образующихся при радиоактивном распаде цезия-137,
они распространяются более или менее равномерно на все части
организма. Хотя радиоактивный распад цезия-137 сопровождается
гамма-излучением, но ввиду того что этот элемент находится в ор-
ганизме относительно недолго и большая часть его оказывается не
в жизненно важных частях организма, патологическая опасность

1
Гамма-лучи, обладающие высокой энергией, фактически испускаются ба-

ием- й
ое который является продуктом распада цезия и существует в течение
короткого периода времени.

“оставляет
ВЫ Падениях
учае соста.
тов, распад

калия. (с
} ВОДЕ, Ч
ХТ); спо
этаниЗМ Че.

ОПАСНОСТЬ, СВЯЗАННАЯ С ДЛИТЕЛЬНЫМ ОСТАТОЧНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ 475

стратосферного выпадения остаточного цезия-137 будет меньше об-
щей патологической опасности, обусловливаемой таким же коли-
чеством остаточного стронция-90.

Стронций-90

Х.13. Стронций-90, по-видимому, представляет более серьезную
опасность, чем цезий-137. Стронций-90 обладает относительно боль-
шим периодом радиоактивного полураспада, равным 28 годам.
Кроме того, в процессе деления ядерного материала этот изотоп
образуется в сравнительно больших количествах. Поэтому актив-
ность стронция-90 составляет значительную долю общей активно-
сти продуктов деления, имеющих возраст в несколько лет. Таким
образом, даже если радиоактивные продукты взрыва находятся
в стратосфере в течение нескольких лет, они будут содержать
в себе значительный процент этого радиоактивного изотопа.

Х.14. Стронций по своим химическим свойствам аналогичен каль-
цию, который играет важную роль в жизни как растений, так и
животных. В организме взрослого человека кальция, который на-
ходится главным образом в костях, содержится около | кг. Вслед-
ствие химического сходства стронций, поступающий в организм,
следует по такому же пути, как и кальций, и поэтому почти все
количество стронция находится в костях, из которых он выделяется
очень медленно. Период половинного выведения стронция из че-
ловеческих костей составляет примерно 10 лет.

Х.15. Вероятность серьезных патологических изменений в орга-
низме данного индивидуума, вызываемых воздействием находя-
щихся внутри радиоактивных веществ, зависит от интенсивности и
энергии испускаемых ими излучений, а также от перкода времени,
в продолжение которого эти вещества остаются в организме
(см. $ ХГ.102 и далее). Хотя стронций-90 испускает только бета-
частицы (а не гамма-лучи), достаточное количество этого изотопа
может вызывать сильные поражения вследствие того, что, попав
однажды в скелет, он будет находиться в нем в течение длитель-
ного периода времени. На основании результатов, полученных из
опытов на животных, считают, что’ патологическим последствием
действия достаточных количеств стронция-90 является анемия, не-
Кроз (омертвление) кости, раковая болезнь и, возможно, лейкопе-
ния (уменьшение белых кровяных телец в крови). Сочетание фи-

зических и химических свойств стронция-90, а именно: длительный
период полураспада и его сходство с кальцием, так же как и ха-
рактер патологических изменений, которые могут явиться резуль-
татом значительных вониантравий этовозрадиозрнааето нае та
в костях скелета, ылает; набколько Это’ ЗеРЧЯС»иВЫеОРНО, строн-
ций-90 наиболее опасным изотопом.
Х.16. Генетические эффекты, которые могут быть вызваны

476 ВЫПАДЕНИЕ РАДИОАКТИВНЫХ ОСАДКОВ

стронцием-90, относительно незначительны. Прежде всего бета-ча-
стицы, испускаемые находящимся в костях скелета стронцием-90,
благодаря очень короткому пути пробега этих частиц в организме,
не достигают воспроизводительных органов. Кроме этого, интен.
сивность вторичного излучения, вызываемого бета-частицами,
низка. Наконец, количество стронция-90 в мягких тканях, откуда
бета-частицы могли бы достигнуть воспроизводительных органов,
невелико, и в этом отношении его воздействие можно не прини-
мать в расчет.

Пути переноса стронция-90 из почвы в организм человека

Х.17. Так как большая часть стронция-90 в конечном счете
попадает на землю с дождем или снегом, он поступает в почву и
в дальнейшем в человеческий организм через растения. На первый
взгляд может показаться, что отношение содержания стронция
к кальцию в человеческом организме должно быть таким же, как
и отношение между этими элементами в почве, откуда человек по-
лучает пищу. К счастью, однако, отдельные процессы в цепи био-
логического переноса этих элементов из почвы в организм человека
приводят к снижению относительного количества стронция-90, на-
капливающегося в организме человека. Процесс переноса состоит
из следующих этапов: 1) из почвы в растение; 2) из растения в жи-
вотное и 3) от животного к человеку. Некоторую долю кальция
(и стронция) человек получает непосредственно из растений, т. е.
с фруктами и овощами и другими продуктами питания раститель-
ного происхождения, но это количество, как будет показано ниже,
незначительное. Опыты свидетельстуют о том, что в каждой из
упомянутых выше трех стадий происходят процессы, действующие
в пользу кальция и против стронция, так что отношение содержа-
ния стронция-90 к кальцию в человеческом организме ниже, чем
в верхнем слое почвы толщиной в несколько сантиметров.

Х.18. В силу наличия некоторых факторов очень трудно устано-
вить соотношение между относительным содержанием стронция-90
и кальция в растениях и в почве, на которой эти растения произра-
стают. Во-первых, растения получают в качестве питания большую
часть минеральных веществ через свои корневые системы, которые
У разных растений различны: некоторые растения имеют корни,
проникающие глубоко, а корни других растений расположены
близко к поверхности. Ббльшая часть стронция-90 была найдена
в необрабатываемой почве близко к поверхности, так что поглоще-
ние этого изотопа, как можно ожидать, должно изменяться в за-
висимости от характера произрастания данного растения. Во-вто-
рых, хотя можно предполагать, что стронций и кальций вследствие
их химического сходства будут конкурировать друг с другом в про-

аким же, как
а человек по-
ГВ цепи био-
изм человека
онция-9, на-
еноса состоит

ОПАСНОСТЬ, СВЯЗАННАЯ С ДЛИТЕЛЬНЫМ ОСТАТОЧНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ 477

цессе пл НИЯ в корневую систему растений, однако не весь
кальций почвы находится в состоянии, пригодном для. ассимиля-
ции. В почве имеются естественные соединения кальция, которые
нерастворимы и которые непригодны для питания растений до тех
пор, пока они не будут превращены в другие соединения такими
агентами, как, например, гуминовая кислота. Болышая же часть
стронция-90, содержащаяся в радиоактивных выпадениях, охва-
тывающих весь земной шар, встречается, однако, в растворимой
в воде ‚форме. В-третьих, хотя растения могут частично заменять
кальций стронцием, они все же преимущественно потребляют
кальций. В-четвертых, в дополнение к етронцию-90, который рас-
тения получают из почвы, они будут также получать некоторое
количество стронция-90 из радиоактивных осадков, выпадающих
непосредственно на поверхность растений. Экспериментальные
данные, имеющиеся в настоящее время, показывают, однако, что
отношение содержания стронция-90 к кальцию в растениях вообще
несколько ниже, чем отношение между этими элементами в почве,
в которой они произрастают.

Х.19. Потребление растений животными является промежуточ-
ным этапом процесса введения стронция-90 в организм человека.
И опять же имеющиеся данные указывают, что благодаря влиянию
естественных факторов отношение содержания стронция-90 к каль-
цию в продуктах животного происхождения ниже, чем отношение
этих элементов в растительном корме, потребляемом животными.
Только очень небольшое количество стронция-90 удерживается
в мягких тканях животных организмов, так что количество этого
изотопа в продуктах животного происхождения ничтожно. Боль-
шой интерес представляет и то обстоятельство, что отношение со-
держания стронция-90 к кальцию в коровьем молоке также значи-
тельно ниже, чем отношение этих элементов в корме коровы. Это
обстоятельство снижает количество стронция-90, попадающего
в организм человека. При непосредственном потреблении челове-
ком продуктов растительного происхождения такое снижение, есте-
ственно, отсутствует. Однако, по-видимому, около трех четвертей
кальция и, следовательно, значительная доля стронция-90, содер-
жащихся в среднем рационе питания в США, поступают в орга-
низм человека с молоком и Молочными продуктами. В разных
районах положение может отличаться в зависимости от того, боль-
шую или меньшую долю составляют в рационе питания молоко
и молочные продукты.

Х50. Однако не все количество стронция-90, поступающее в ор-
ганизм с пищей, отлагается в костях человеческого скелета. Суще-
ственная доля этого изотопа точно так же, как кальций, выде-
ляется из человеческого организма. Однако в костной висТеме здо-
ровых индивидуумов всегда имеют место некоторые ‘свежие отло-
жения кальция, так что одновременно в состав этой системы вклю-
чается и стронций-90. Естественно, что скорость отложения как

478

ВЫПАДЕНИЕ РАДИОАКТИВНЫХ ОСАДКОВ

кальция, так и стронция-90 выше у детей, находящихся в процессе
роста, чем.у взрослых.

в
Х.21. В дополнение к тому факту, что метаболизм в организме п|
человека содействует выделению стронция, необходимо отметить, | и
что количество удерживаемого стронция-90 в каждом последую- но
. В щем звене цепи потребления несколько меньше, чем в предыду- тс
. щем. Таким образом, целый ряд защитных факторов снижает от- | р:
ГВ ложение стронция в человеческих костях. Проведенные в 1955 г. | д
1 эксперименты с целью выяснения соотношений содержания строн- сб
й ция-90 и кальция в костях детей и в почве показали, что отноше- н
И ние содержания стронция-90 к содержанию кальция в костях де- сл
тей составляло одну двенадцатую этого же отношения в почве. По- ве

следующими измерениями установлено, что доля стронция-90,
Е проникающего в кости, может быть значительно ниже приве- г

ИИ денной.

| Ст
к:
Степень активности стронция-90 =
| Х.22. До настоящего времени вопрос, связанный с наличием зна- Е
| чительных количеств стронция-90 внутри человеческого организма, у
|: изучен недостаточно. Поэтому зависимость между вероятностью р
в серьезного биологического эффекта и содержащимся в организме щ
| количеством этого изотспа, поскольку эта зависимость должна оце- не
ниваться косвенным путем, точно не установлена. Косвенная оценка т
этой зависимости основывалась ‘на сравнении действия стронция-90 т
и радия на подопытных животных с данными воздействия радия --
на человека. На основе проведенного изучения было сделано пред- Е
положение, что содержание в организме стронция-90 в количестве де
10 микрокюри (одно микрокюри равно одной миллионной доле В:
кюри — см. $ [Х.118) у значительной части населения вызвало бы 6;
заметное увеличение поражений костей раковой болезнью. Исходя п
из этого, Национальный комитет по защите от радиации и Между- 2
народная комиссия по радиологической защите внесли предложе- ве
ние, согласно которому максимально допустимое (или безопасное) к.

количество стронция-90 внутри организма для лиц, которые систе-

матически подвергаются воздействию этого изотопа, должно рав- |

няться одному микрокюри. Поскольку среднее содержание каль- >
ция в скелете взрослого человека составляет около 1 кг, эта вели- | Ш
чина соответствует концентрации в скелете одного микрокюри бо
стронция-90 на 1 кг кальция, т. е. она составляет одну десятую той (и
концентрации, которая, как можно ожидать, вызовет заметное от- к.
клонение от нормы. В целом для всего населения пределом, кото- це
рый в общем считается приемлемым, является содержание строн- че
ция-90 в 0,1 микрокюри на`1 кг кальция. Этот предел согласуется Ч
с рекомендациями, внесенными в 1956 г. Национальной академией | ;

наук США.

^ | по.

чием зна-
рганизма,
ЯТНОСТЬЮ
рганизме
жна оце-
я оценка
онция-90

ОПАСНОСТЬ, СВЯЗАННАЯ С ДЛИТЕЛЬНЫМ ОСТАТО 1НЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ 479

Х.23. В результате опытных ядерных взрывов, произведенных
в различных странах за последние несколько лет, происходит не-
прерывное увеличение содержания стронция-90 в почве, растениях
и костях животных. Это явление имеет повсеместный характер и
не ограничивается районами, находящимися вблизи мест, на ко-
торых производятся опытные взрывы, хотя, естественно, в этих
районах оно несколько выше благодаря наличию местного выпа-
дения радиоактивных веществ! По мере выпадения из страто-
сферы мелких радиоактивных частиц можно ожидать, что с тече-
нием времени будет происходить постепенное повышение количе-
ства стронция-90, хотя некоторая доля этого изотопа и будет под-
вергаться естественному радиоактивному распаду.

Х.24. Количества стронция-90, которые до сего времени нако-
пились в организме людей, значительно ниже пределов, которые
считаются допустимыми для всего населения, и ниже тех, которые,
как можно ожидать, способны вызвать поддающееся наблюдению
увеличение частоты развития костных опухолей. Поскольку в те-
чение последних лет скелет маленьких детей развивался в усло-
виях выпадения радиоактивных осадков, содержание стронция-90
У этих детей дает наилучшее указание на максимальные количе-
ства этого изотопа, которые вообще могут иметь место в настоя-
щее время. По состоянию на январь 1957 г. это содержание строн-
ция-90 составляло несколько меньше одной тысячной (0,001) ми-
крокюри на | кг кальция. Хотя некоторое увеличение содержания
стронция будет иметь место и в будущем, безусловно, можно ска-
зать, что если ядерные испытания будут в дальнейшем проводиться
В таком же темпе, как они проводились в прошлом, то длительно
действующие биологические эффекты стронция-90 не будут подда-
ваться обнаружению. В том случае, если в ходе военных действий
будет широко применяться ядерное оружие с высоким выходом
продуктов деления, расчеты, основанные на приближенных, а по-
этому недостаточно точных предпосылках, показывают, что прежде
чем распространяющиеся в масштабе всего земного шара радио-

—=—-

1 Как было установлено в $ Х.10, при наземном или низком воздушном

- Взрыве значительная доля образовавшегося стронция-90 будет находиться в ме-

стных радиоактивных выпадениях. Отсюда следует ожидать, что районы, находя-
щиеся поблизости от места взрыва, будут заражены этим изотопом значительно
больше, чем отдаленные районы; степень этого заражения зависит от высоты
(или глубины) и общего тротилового эквивалента ядерного взрыва, а также тро-
тилового эквивалента, обусловленного делением ядер вещества заряда, и р
мосферных условий. Имеются данные о том, что в местных ети
центра взрыва стронций-90 составляет меньший процент всех м и
чем на больших расстояниях. Это может быть объяснено тем обс эЗя
Что стронций-90 не является непосредственным продуктом деления и -
этой причине он не образуется в момент взрыва. Он и
течение нескольких минут в результате радиоактивного распада ри 1 ,
Получающегося в процессе деления ядер вещества заряда (см. $ Х1. .

ВЫПАДЕНИЕ РАДИОАКТИВНЫХ ОС

дков

активные выпадения повысят концентрацию стронция-90 до одного
микрокюри на | кг кальция, имеющегося в организме людей, в
стратосферу должны быть выброшены радиоактивные частицы от

взрывов бомб с общим тротиловым эквивалентом, составляющим
много тысяч млн. т1,

1 Здесь необоснованно преуменьшается биологическая бпасность строн-
ция-90, выпадающего при взрывах ядерного оружия. Многочисленными исследо-
ваниями ученых разных стран, в том числе и Советского Союза, доказано, что
радиоактивные выпадения, и прежде всего стронций-90, оказывают вредное воз-
действие на здоровье людей в любых фазах. Кроме того, они вызывают генетиче-

ские последствия, которые могут оказаться вредными для будущих поколений.

иднейшие прогрессивные ученые всего мира решительно
дерного оружия и изъятие его из
тельство, осуществляющее последо-
и заботы о благе человечества, ведет неустанную
чества от угрозы истребительной ядерной войны и
ытанием ядерного оружия.— Прим. ред.

Советские ученые и в
выступают за запрещение всех испытаний я
национальных вооружений. Советское Прави
вательную политику мира

борьбу за избавление челове
опасностей, связанных с исп

Общая
Зона р
Убиты?
Получ!
Обобщ

ГЛАВА Х!
ДЕЙСТВИЕ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА НА ЛЮДЕЙ

ВВЕДЕНИЕ
Потери при ядерных взрывах

Х1.1. Ядерный взрыв в результате действия ударной волны и
пожаров сопровождается повреждениями и разрушениями соору-
жений на значительной площади. Соответственно следует ожидать
также многочисленных потерь и среди людей. Таблица ХГ.1 содер-
жит наиболее достоверные из имеющихся сведений о количестве
потерь среди гражданского населения в результате воздействия
всех поражающих факторов воздушных взрывов атомных бомб
с тротиловым эквивалентом около 20 тыс. т над Хиросимой и На-
гасаки в Японии. Обобщенные показатели потерь подсчитаны с уче-
том плотности населения один человек на 93 м?. В качестве сравне-
ния можно указать, что этот показатель для тротиловой бомбы
весом | т, взорванной в городе, равен примерно 40.

Таблица Х1.1

Потери в Хиросима и Нагасаки в результате ядерных взрывов
мощностью 20 тыс. 12

—м.м.м..м.....м.м.ммммммммм"м.мМмЙЕВОъЙ—68—6—О8Ж<—<ХФХФХФШбб6б6Ф о ооо

Хиросима Нагасаки
Общая численность населения „+ 255 000 195 000
Зона разрушений, кл... еее 12 4,8
Убитых и пропавших без вести. ....... 70 000 36 000
Получивших несмертельные поражения .,..- 70 000 40 000
Обобщенный показатель потерь... .-... 260 000 130 000

Х1.2. Поражения людей в результате атомного взрыва разде-
ляются на три основных вида: травмы под действием ударной
волны, ожоги и поражения ядерной радиацией Действие удар-
ной волны при взрыве ядерной бомбы в-целом аналогично дей-
ствию при взрыве обычных бомб. Однако при ядерном взрыве в ко-
роткий промежуток времени возникают более многочисленные и

31 действие ядерного оружия

_ Чата

ДЕЙСТВИЕ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА НА ЛЮДЕЙ

разнообразные травмы. Основной причиной ожогов при воздушном
взрыве атомной бомбы является световое излучение, хотя отдель-
ные лица, оказавшиеся в очаге пожара, могут получить ожоги и
от пламени. В последнем случае обстоятельства не отличаются от
тех, которые создаются при массированной бомбардировке зажи-
гательными бомбами. Поражения ядерной радиацией, естественно,
представляют собой совершенно новую причину потерь на войне.
ХГ.3. Единственной информацией о потерях, которые можно
ожидать вследствие применения ядерного оружия, являются дан-
ные, полученные в. связи с воздушными взрывами атомных бомб
над территорией Японии. {Поэтому главным образом эти данные
будут использоваться в качестве основы для последующих рассу-
ждений. Однако как общее число потерь, так и количественное со-
отношение различных видов поражений будут в значительной сте-
пени зависеть от конкретных обстоятельств даже при взрывах оди-
наковой мощности. Кроме мощности взрыва, в этой связи можно
указать на такие факторы, как высота и тип взрыва, характер
местности, характер преобладающих строений в городе, меры по
защите населения (использование убежищ, эвакуация и Т. д.),
а также состояние погоды.
— ХГА. Как было указано в $ УП.69, большое количество ожогов
от светового излучения в Японии объяснялось также тем, что во
время атомного нападения стояла теплая и ясная летняя погода.
При низкой облачности, тумане, в случае холодной погоды, при ко-
торой меньшее количество людей было бы на улице, причем на
них была бы менее легкая одежда, количество ожогов от светового
излучения, безусловно, сократилось бы. Вследствие относительно
большой высоты взрыва в Японии поражений ‘остаточной радиа-
цией не было, однако многие пострадали от первичной радиации.
Таким образом, приводимые ниже данные относятся к конкретным
условиям, существовавшим в Японии, и не должны рассматри-
ваться как типичные для всех случаев. Следует отметить, что
в Японии наблюдался резкий недостаток сил и средств для лик-
видации огромной катастрофы, вызванной атомным нападением, и
это способствовало увеличению числа погибших.

Причины смертных случаев

Х1.5. В нашем распоряжении нет точных сведений о соотноше-
нии количеств погибших от отдельных видов поражений (ударной
волной, радиацией и световым излучением), вызванных атомными
взрывами в Японии. Было подсчитано, что примерно 50% всех
смертных случаев явились результатом различных ожогов, однако
эта цифра представляет собой только грубое приближение. Сооб-
щалось также, что около двух третей умерших в Хиросима в тече-
ние первых суток после взрыва имели тяжелые ожоги. В дополне-

0 ожогов
м, ЧТО 80
Я погода.

==

_ ВВЕДЕНИЕ 3 _483

ние известно о преобладании в первую неделю после взрыва
смертности от ожогов, вызванных световым излучением.

Х1.6. Одна из трудностей установления количественного соот-
ношения различных видов поражения заключается в том, что мно-
гие, пораженные воздушной волной, одновременно были обож-
жены; это же явилось участью и других, кто в конечном счете умер
в результате действия ядерного излучения. Вполне вероятно, что
в радиусе около 800 м от эпицентра взрывов атомных бомб в Япо-
нии ударная волна, ожоги и радиация, действуя отдельно, могли
бы во многих случаях вызвать смертельные поражения.

Х!7. Однако необходимо подчеркнуть, что благодаря различ-
ным обстоятельствам не все, находившиеся на расстоянии 800 м
от эпицентра, погибли во время взрыва. Из тех, кто пережил
взоывы в Хиросима и Нагасаки, многие умерли через две или бо-
лее недель с симптомами, которые были результатом, как предпо-
лагали, воздействия ядерной радиации (см. $ Х1.43 и последую-
щие). Как полагают, эта категория поражений составила от 5 до
15% общего числа потерь. На основании грубых подсчетов можно
сказать, что примерно 30% умерших в Хиросима подверглись воз-
действию смертельных доз ядерной радиации, хотя это и не во
всех случаях было непосредственной причиной их смерти.

Соотношения различных видов поражений среди оставшихся
в живых

Х1-8. На основании обследований большого количества японцев
было составлено относительно полное представление о соотноше-
нии трех видов поражений среди подвергшихся ядерному нападе-
нию (см. табл. Х1.8).

Необходимо отметить, что итог от сложения долей, соответ-
ствующих каждому виду поражений, превышает 100%. Это озна-
чает, что многие лица подверглись воздействию не одного, а не-
скольких поражающих факторов ядерного взрыва.

Таблица Х1.8

Соотношение различных видов поражений среди лиц,
оставшихся в живых

_ рр

*% от общего количества
Вил поражения оставшихся в живых

_

Механические травмы. + «74 70
о Пе > № 5

Поражения ядерным излучением . .....- ..

Х!9. Наибольшая смертность от атомного взрыва в Японии на=
блюдалась среди тех, кто во время взрыва оказался на улице.

31*

484 ДЕЙСТВИЕ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА НА ЛЮДЕЙ

=== ыы

Смертность была меньше среди лиц, И Ся В жилых домах
(глинобитных с деревянным каркасом), и минимальной среди на.
ходившихся в бетонных зданиях. Однако наибольшее число рань.
ний различными летящими предметами получили лица, находив.
шиеся в бетонных зданиях, в то время как среди лиц, находив.
шихся на открытом воздухе, таких ранений отмечено наименьшее
количество. Положение было обратным по отношению к действию
светового излучения и ядерной радиации, поскольку строения, осо.
бенно капитального типа, обеспечивают определенную защиту от
этих поражающих факторов.

Тип взрыва

Х1.10. Хотя воздушный взрыв является единственным типом
ядерного `взрыва, относительно которого имеется какая-либо
информация о количестве потерь, тем не менее можно сделать не:
которые предположения и относительно других типов взрывов. При
подземном взрыве число поражений световым излучением (свето-
вые ожоги) и первичной ядерной радиацией будет значительно
меньше, так как только небольшая доля этих излучений распро-
странится в воздухе. Благодаря более низкому давлению воздуха
количество поражений ударной волной будет, по-видимому, также
меньше, чем при воздушном взрыве одинаковой мощности. Однако
в районе воронки, образованной неглубоким подземным взрывом,
выживших будет очень мало вследствие преобладания тяжелых
механических травм. Кроме того, для наземных и подземных взры-
вов характерны другого рода поражения, а именно: поражения -
остатанной ядерной радиацией, образуемой оседающими продук-_
тами ядерного распада. Однако смертельных случаев от этого по-
ражения не будет наблюдаться в течение первых дней и даже не-
дель после взрыва.

Х1.11. Потери при наземном взрыве ядерной бомбы будут воз-
никать от механических повреждений в результате действия удар
ной волны и образования воронки, от световых ожогов и от пора:
жений первичной и остаточной ядерной радиацией. Световых ожо-
гов и поражений первичной ядерной радиацией будет несколько
меньше, чем при воздушном взрыве одинаковой мощности, однако
действие остаточной ядерной радиации может быть весьма серьез-
ным благодаря обильному выпадению радиоактивных частиц.

ВИДЫ ПОРАЖЕНИЙ
Поражения от непосредственного воздействия ударной волны

Х1.12. Необходимо различать два типа поражений ударной вол-
ной — непосредственные и косвенные. Непосредственные пораже-
НИЯ ЯВТяючСя.. результатом действия на организм положительной

|

—

ВИДЫ ПОРАЖЕНИЙ 485

фазы ударной волны (см. $ 1.5) и проявляются в виде различных
повреждений легких, желудка, кишечника, органов слуха, а также
в виде внутренних кровоизлияний. Подобные поражения наблю-
даются также после крупных воздушных нападений с применением
обычных фугасных бомб. Этот вид поражений не имел в Японии
первостепенного значения среди главных причин смертельных исхо-
дов, так как люди, находившиеся достаточно близко от эпицентра
взрыва, погибли от ожогов или были раздавлены независимо от
действия ударной волны. Среди тех, кто остался в живых, случаев
повреждения внутренних органов непосредственным действием
ударной волны не было; исключение составляют лица с разрывами
барабанных перепонок. Эти поражения не являлись многочислен-
ными и возникали лишь у находившихся в радиусе около 900 мот
эпицентра взрыва '.

ХГ.13. Многие лица, не имевшие серьезных поражений, вре-
менно теряли сознание. Как полагали, это было результатом непо-
средственного воздействия ударной волны, но не исключена воз-
можность, что отдельные лица были отброшены ударной волной
на большое расстояние.

Х1.14. При изучении поражающего действия взрыва фугасных
бомб было установлено, что смертельные поражения человека от
непосредственного действия ударной волны наблюдаются при из-
быточном давлении порядка 14—21 кг/см?, а при давлении порядка
5,6 кг/см? возникают повреждения различной тяжести. Однако эти
данные нельзя полностью переносить на условия ядерного взрыва,
для которого, кроме высокого избыточного давления, характерны
также большая скорость его нарастания и длительность положи-
тельной фазы.

Х1.15. При быстром нарастании давления во фронте ударной
волны или при значительной длительности положительной фазы,
а также когда ударная волна имеет одновременно эти характери-
стики, тяжелые (или смертельные) поражения возникают при зна-
чительно более низких показателях избыточного давления. Так,
опыты свидетельствуют о том, что семикратное повышение дли-
тельности действия ударной волны влечет за собой трехкратное
снижение величины избыточного давления, вызывающего смерть
у собак. Поскольку положительная фаза ударной волны при ядер-
ном взрыве более продолжительна, чем при взрыве обычной бомбы,
можно ожидать, что смертельные поражения и травмы будут вы-
зываться избыточным давлением, величина которого будет соответ-
ственно менее 14 и 5,6 кг/см?.

1 Величина избыточного давления, вызывающая разрыв барабанной пере-
понки, по-видимому, в значительной степени зависит от ряда обстоятельств. Мно-
гие наблюдения показывают, что для этого требуется минимальное избыточное
давление порядка 0,7—1 кг/см?. Однако были зарегистрированы случаи разрыва
барабанных перепонок при более низких и более высоких избыточных давлениях.

486 ДЕЙСТВИЕ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА НА ЛЮД

ХГ.16. Характер действия ударной волны на организм человека
в известной степени сходен с характером ее действия на инженер.

ные сооружения (см. гл. ПТ). Ввиду небольших размеров тела че.
ловека процесс обтекания проходит очень быстро; ударная волна
почти мгновенно охватывает тело человека и подвергает его силь-
ному сжатию, что продолжается со снижающейся интенсивностью
в течение всего периода положительной фазы. В то же самое время
вызванный взрывом скоростной напор создает лобовое давление
весьма значительной величины.

Х!.17. Под действием сжатия и последующего разрежения по-
вреждения чаще всего возникают в местах прилегания тканей к со-
держащим воздух органам, а также в местах прикрепления сухо-
жилий к костям и хрящам. Обычными последствиями прямого дей-
ствия ударной волны являются: повреждение центральной нервной
системы, сердечная недостаточность в результате непосредствен-
ного нарушения работы этого органа и удушение, вызванное кро-
воизлиянием в легкие или выдавливанием жидкости в легочную
ткань. Могут также наблюдаться кровоизлияния по ходу желу-
дочно-кишечного тракта.

Х1.18. Лобовое давление может вызвать смещение всего орга-
низма в пространстве. Последствия от такого смещения будут за-
висеть от многих обстоятельств, наиболее важными из которых
являются скорость движения тела, его ускорение и замедление, ха-
рактер предметов, о которые оно ударяется, а также область тела,
на которую приходится удар. Сила, определяющая скорость движе-
ния тела, в значительной мере зависит от размеров его лобовой
поверхности, подверженной воздействию скоростного напора, обра-
зовавшегося в результате взрыва. Так, например, человек, распро-
стертый на земле, будет значительно меньше затронут этой силой,
чем человек, стоящий или идущий.

Поражения, косвенно связанные с действием ударной волны

Х1.19. При ядерном нападении на Японию поражения от кос-
венного или вторичного воздействия ударной волны имели ббльшее
значение, чем поражения от непосредственного ее воздействия;
в частности, косвенные поражения возникали в результате обру-
шивания зданий и ударов многочисленными летящими обломками
различного характера. Если количество пострадавших от ушибов
о какие-либо твердые предметы было незначительным, то очень
многие получили травмы от летящих обломков или были раздав-
лены и похоронены под зданиями. Осколки стекла (в особенности),
деревянные щепки и куски металла проникали под кожу на глу-
бину до 2,5 см, в некоторых случаях даже через несколько слоев
одежды. При небольшой величине таких осколков одежда обеспе-
чивала некоторую защиту,

К к К:
р ` ы 3% С < 4
ь 7 х В о чи
^
о,
же и, = _ ВИДЫ ПОРАЖЕНИЙ 487
та а
в. Х1.20 ;
ая м % о. Во время проведения опытных взрывов в штате Невада
ел. 16 в 1955 г. бы зу б а
м и 3 т ‚ ыли изучены условия образования летящих предметов
а а утри зданий и на открытой местность Ч
Мох ее и за зданиями, что отмеча-
ме т к лаве ГУ. Некоторые из полученных результатов и, в част-
дав ры данные о максимальной плотности на единицу площади и
лени, и летящих предметов приведены в табл. Х1.20. Относи-
льно острый летящий предмет, например кус
ча Ва р кусок стекла, обладая
ия ы На ной скоростью, может пробить брюшную стенку подопыт-
Ней кс. . х животных. Ббльшая часть осколков, собранных внутри дома
тия я состояла из кусков стекла, в то время как предметы, собранные на
мого дей. и ы месте, представляли собой стекло, куски каменной
ервно ей камни и обломки дерева. В местах, защищенных домами
т е рупным машинным оборудованием, количество летящих пред-
т ен. метов значительно уменьшалось.
Кро-
Таблица Х1.20
тегочну а
" ы Плотность и скорость летящих предметов
у. , РЕ Е.
Максимальное избыточ Максимальна -
[4 = именно иво Взащих прехметов (количество Скорость летних предметов,
м на м
| м
удут за:
0,35 6983—2173 5
я , 18—106
которы ОТ 178—693 18—85
НИе, Ха- . 0,13 1-42 15—49
ть тела,
движе- ‚ХТ.21. Поражения среди японцев в результате косвенного воз-
лобовой действия ударной волны (механические повреждения) по тяжести
а, обра: варьировали от мелких царапин, ушибов и контузий до полного
расиро- раздавливания, тяжелых переломов и рваных ран с кровоизлия-
ниями. Рваные раны, требовавшие лечения, появлялись у людей

ой,
сил в Хиросима на расстоянии до 3200 м, а в Нагасаки — до 3600 м
от эпицентра взрыва. Эти расстояния грубо определяют также зону
значительного повреждения окон.
Х1!.22. При обследовании тех людей, которые остались в живых

олны после атомного нападения в Японии, был установлен любопытный
факт: количество людей, получивших тяжелые механические
от кос" } травмы, было весьма незначительным. Так, например, из 675 обсле-
бльшее дованных не было ни одного случая перелома черепа или. позво-
б тВИЯ ночника и отмечен только один случай перелома бедра. Вместе
ьйс бр’ с тем следовало бы ожидать большого количества травм такого
е О ми характера. Упомянутый факт, по-видимому, объясняется тем, что
ОМ ов все, получившие ‘тяжелые контузии, переломы или оказавшиеся
у беспомощными в результате повреждения нижних конечностей,
0 01 в а также придавленные в развалинах зданий, погибли во время по-
ра97, | жаров.
и На Х1.23. Было установлено, что характер и тяжесть механических
и’ А травм, а также их распределение по упомянутым ранее группам,
к и. в значительной степени зависели от того, где находились постра-

488 ДЕЙСТВИЕ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА НА ЛЮДЕЙ

давшие во время взрыва — на улице или в здании. В целом меха-
нические поражения оказывались менее серьезными и встречались
реже среди находившихся на улице, где, однако, многие получили
смертельные поражения другого характера. В зданиях механиче-
ские поражения были более серьезными, причем количество и тя-
жесть поражений зависели от конструкции здания и особенно от
количества использованного в нем стекла.

Х1.24. Некоторые данные о характере механических травм были
получены при обследовании пострадавших, находившихся в воен-
ном госпитале в Хиросима. Результаты обследований приведены
в табл. ХГ.24. При анализе данных этой таблицы (это вытекает
также и из других данных) можно отметить малое количество пе-
реломов. Этот вид травм составлял среди тех пострадавших, кото-
рые выжили, по-видимому, лишь около 5% общего количества
пораженных в результате косвенного воздействия взрывной волны

Таблица Х1.24

Соотношение различных видов механических травм
(в Хиросима)

— ее

Характер травмы %
м—2
Переломы инст. О еси, не сечение 11
Вваные Раньье ор, ео о а она И 35
Оо р сме о МИ 54

Х1.25. Заживление ран во многих случаях проходило медленно
и сопровождалось их инфицированием. Это объяснялось несколь-
кими причинами. Во-первых, механические травмы часто возникали
при одновременном воздействии радиации, которая понижает со-
противляемость организма к инфекции (см. $ Х1.6—7). Во-вторых,
было недостаточно сил и средств для лечения пострадавших ввиду

их многочисленности и общей дезорганизации, имевшей место после
ядерных взрывов.

Ожоги пламенем и световым излучением

Е ‹1.26. Как указано в главе УП, в Хиросима и Нагасаки наблю-
дались два основных вида ожогов: 1) ожоги пламенем и 2) ожоги
от воздействия светового излучения. Световые ожоги от ожогов
пламенем обычно можно было отличить по их «профильному» ха-
рактеру, что объясняется экранированием отдельных участков тела,
например, одеждой ($ УП.71). Ожоги пламенем, наоборот, пора-
жали значительную часть тела, поскольку одежда обычно загора-
лась. Однако если воздействию светового излучения подвергались
большие участки кожных покровов, то соответственно и световые
ожоги распространялись на большие участки кожи.

о о ыы ныраА+-ын-н о: с Зы

отжтзоъ =

я н=нто

ВИДЫ ПОРАЖЕНИЙ 489

Х1.27. Среди тех людей, которые были обожжены пламенем,
выживших было немного. Они составляли не более 5% от общего
количества обожженных. Это объясняется тем, что большинство из
пострадавших от ожогов пламенем погибло в горящих зданиях.
Ожоги пламенем в результате ядерной бомбардировки быЛи ана-
логичны по своему характеру ожогам, возникающим при других
случаях пожара, и этот вопрос не требует дальнейшего рассмо-
трения.

Х1.28. Как уже указывалось выше, световые ожоги являлись
весьма распространенным видом поражения как в Хиросима, так
и в Нагасаки. В Хиросима, например, сообщалось о 40 000 относи-
тельно серьезных случаях ожогов. Световые ожоги независимо от
действия других факторов, по-видимому, были бы смертельны
почти для всех людей, находившихся на открытой местности без
существенной защиты на расстояниях до 1800 м и даже более от
эпицентра взрыва. Даже на расстояниях 3600—4200 м от эпи-
центра наблюдались достаточно серьезные случаи световых ожо-
гов, которые требовали лечения. т

Х1.29. Световые ожоги в наибольшем количестве отмечались,
конечно, среди людей, находившихся-на улице. Тем не менее мно-
гие получали это поражение, находясь внутри зданий. Упомянутый
факт объясняется тем, что окна, особенно в торговых зданиях, не
были зашторены или были открыты настежь ввиду теплой погоды,
вследствие чего люди, находившиеся внутри зданий, оказались под-
верженными непосредственному воздействию светового излучения.
Помимо защиты от светового излучения, обеспечиваемой одеждой,
в особенности светлого цвета, как это указывалось в главе УП
(см. рис. УП.72 и УП.78), экранирование в некоторой степени обес-
печивалось выступающими частями тела, например носом, над-
бровными буграми и подбородком.

Х1.30. Несмотря на тысячи случаев световых ожогов, явив-
шихся результатом ядерных взрывов в Японии, сообщалось только
об их общем характере. Однако эти данные сейчас дополняются
результатами опытов, проводимых главным образом на анесте-
зированных свиньях как в лабораторных условиях, так и при испы-
тательных взрывах ядерных бомб. Было обнаружено, что кожа
белых свиней реагирует на световое излучение во многих от-
ношениях так же, как кожа человека, и может быть сравнена
с нею.

ХГ.31. Большинство световых ожогов в дополнение к тому, что
они в основном ограничиваются площадью обнаженных частей
тела, имеют значительно меньшую глубину поражения кожи, чем
ожоги пламенем, и это вполне понятно, так как световое ‘излуче-
ние, являющееся причиной таких ожогов, действует в течение очень
короткого времени. Так, например, при атомных взрывах в Японии
время действия светового излучения составляло примерно одну се-
кунду. Очень высокая температура, образующаяся на поверхности

490 ДЕЙСТВИЕ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА НА ЛЮДЕЙ

облучаемой кожи, действует также кратковременно. Вследствие
этого световые ожоги отличаются от обычных целым рядом осо-
бенностей, кроме глубины поражения кожи. Упомянутые различия
могут быть менее заметными, если световое излучение действует
в течение более длительного промежутка времени, что имеет ме-
сто, например, при взрыве бомб большой. мощности.

ХГ.32. По тяжести световые ожоги в Японии варьировали от
слабой эритемы (покраснения) до обугливания поверхностных
слоев кожи. В отличие от ожогов, образующихся при относительно
низких температурах, при световых ожогах не отмечалось отека
(накопления жидкости) в более глубоких слоях ткани. В радиусе
до 1800 м от эпицентра взрыва световые ожоги представляли собой
депигментированные поражения (светлого цвета), но на больших
расстояниях, от 1800 до 3600 м, за начальной эритемой развива-
лась пигментация в виде ореховой окраски кожи, иногда называе-
мой «маской Хиросимы».

ХГ:33. Умеренные ожоги второй степени (и более легкие) обычно
излечивались в течение четырех недель, однако более тяжелые
ожоги часто осложнялись вторичной инфекцией, и процесс зажив-
ления значительно удлинялся. Даже при самых благоприятных
условиях трудно предотвратить вторичную инфекцию ожогов,
а после ядерных бомбардировок Японии положение было усугуб-
лено плохим уходом, недостаточными санитарными мерами и не-
достатком соответствующих медицинских учреждений. Возможно,
что в некоторых случаях роль дополнительного фактора, отягчаю-
щего течение ожогов, играла ядерная радиация, которая, как ука-
зывалось, снижает сопротивляемость организма инфекции.

Х!.34. Экспериментальные световые ожоги были получены как
в лабораторных условиях, так и при опытных ядерных взрывах.
Они оказывались в основном аналогичными ожогами, наблюдав-
шимся в Хиросима и Нагасаки. При очень тяжелых ожогах проис-
ходило обугливание центральной части пораженного участка кожи
с образованием белого внешнего кольца, окруженного зоной эри-
темы. Отмечалась резкая демаркация пораженных тканей на по-
верхности кожи и в глубине, так что эти ожоги были совершенно
непохожи на контактные, при которых на различных участках от-
мечается различная глубина поражения ткани. Поверхность свето-

вых ожогов была сухой, без значительного отека или серозного от-
деляемого.

Х1.35. Другим явлением, наблюдавшимся в Японии после за-
живления тяжелых ожогов, было образование рубцов, т. е. сильное
разрастание рубцовой ткани. Одно время высказывалось мнение,
Что это могло иметь отношение к воздействию ядерного излучения,
но такая точка зрения теперь полностью отвергается. Усиленное
образование рубцов было связано, по-видимому, со вторичной ин-

секцией ожогов и плохим питанием пострадавших. Кроме того,
У японцев имеется известная предрасположенность к образованию

#
я

ом” > - хай ча: > че. 2 =. 22

ВИДЫ ПОРАЖЕНИЙ 491

руоцов как расовая особенность. Так, например, среди населения
Гокио у многих образовались резко выраженные рубцовые изме-
нения после ожогов в результате бомбардировки города зажига-
тельными бомбами. Интересно отметить, что наблюдалась тенден-
ция к постепенному исчезновению рубцов с течением времени.

Действие светового излучения на глаза

Х1.36. Действие светового излучения на глаза разделяется на
две категории: 1) ожоги сетчатой оболочки и 2) ослепление вспыш-
кой. Ожоги сетчатой оболочки могут являться результатом кон-
центрации на ней значительного количества световой энергии. Бла-
годаря фокусирующему действию хрусталика на сетчатке может
быть сконцентрировано достаточное для ожога количество энергии
на таком расстоянии от места взрыва, при котором интенсивность
светового излучения слишком мала для того, чтобы вызвать ожог
кожи. При испытаниях ядерного оружия отмечены случаи ожогов
сетчатки на расстояниях в 16 км от эпицентра взрыва, мощность
которого по тротиловому эквиваленту составляла примерно
20 тыс. г. Полагают, что при соответствующих условиях подобные
ожоги могут иметь место даже и на больших расстояниях.

Х!1.37. Действие светового излучения происходит настолько бы-
стро, что такие защитные рефлексы, как сжатие век и сужение
зрачка, имеют только частичное значение. Ночью, когда глаз адап-
тирован к темноте и зрачок расширен, ожоги сетчатки могут про-
исходить на ббльших расстояниях от места ядерного взрыва, чем
при дневном свете. Во всех случаях в результате действия свето-
вого излучения на глаза наблюдается временная потеря остроты
зрения, при этом конечный исход зависит от серьезности ожога и
в. значительной степени от места его расположения. Если ожог
слабый или он расположен на периферии чувствительной зоны
сетчатки; острота зрения восстанавливается, но в более серьезных
случаях может наступить значительная потеря зрения.

Х1.38. Если во время взрыва глаза обращены непосредственно
к огненному шару, то его изображение будет падать на централь-
ную зону сетчатки, в которой образуются постоянные слепые точки,
и зрение сильно пострадает. Однако такая вероятность мала, осо-
бенно при взрывах ядерных бомб небольшой мощности, при кото-
рых период светового излучения-очень короткий. Значительно бо-
лее вероятны временная «слепота от вспышки», или «ослепление»,
вызываемые действием на глаза яркого света, отражающегося от
облаков, поверхности земли и от окружающих предметов. Это,
однако, представляет собой только временное поражение, и зрение
обычно довольно быстро восстанавливается.

Х1.39. Интересно отметить, что среди людей, переживших атом-
ное нападение в Хиросима и Нагасаки, поражение глаз световым

492 ДЕЙСТВИЕ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА НА ЛЮДЕМ

излучением не имело большого значения. Было много случаев вре-
менной слепоты в течение 2—3 часов после взрывов. Однако бо-
лее серьезных поражений глаз обычно не встречалось.

Х1.40. В некоторых случаях были зарегистрированы поражения
глаз, известные под названием кератита (воспаление роговой обо-
лочки). Симптомы этого заболевания, такие, как светобоязнь, ощу-
щение постороннего тела в глазу, слезотечение и краснота, держа-
лись в течение периода от нескольких часов до нескольких дней. Из
1000 произвольно выбранных людей, находившихся во время взрыва
на улице на расстоянии около 2000 м от эпицентра взрыва, только
42 человека имели кератит в течение первого дня. Более позднее
появление кератита было дополнительно зарегистрировано в 14 слу-
чаях, в которых симптомы этой болезни впервые отмечались через
месяц и более после взрыва. Возможно, что причиной позднего
кератита являлась ядерная радиация, действие которой, как будет
видно из нижеизложенного, иногда бывает замедленным.

Х1.41. При обследовании 1000 пострадавших не было обнару-
жено ни одного случая тяжелого светового ожога роговицы, кото-
рое приводит к потере ее прозрачности. Такое положение является
необычным, поскольку многие из обследованных имели серьезные
ожоги лица. Так, приблизительно у одной четверти обследованных
наблюдались ожоги кожи лица, иногда даже с повреждением бро-
вей и ресниц. Несмотря на это, примерно через три года после
атомного нападения роговые оболочки у этих людей были нор-
мальными. Ни у кого в обследованной группе людей не отме-
чено поражений центральной зоны сетчатой оболочки, хотя неко-
торые из них утверждали, что в момент взрыва они смотрели
именно в сторону огненного шара.

Х1[.42. Было высказано несколько предположений о причинах
малого количества случаев тяжелых поражений глаз в Японии.
Так, например, важным фактором защиты глаз от поражения, по-
видимому, явился рефлекс моргания. Глубокое расположение глаз,
и, в частности, нависающие верхние веки, содействовали снижению
дозы воспринятого облучения. По теории вероятности только не
болыная часть пораженных находилась лицом к месту взрыва,
а благодаря яркому солнечному свету зрачки глаз у людей были
сокращены, что снижало количество проникавшего в них светового

излучения.

Поражения от воздействия ядерной радиации

Х1.43. Радиоактивное излучение, образующееся при взрыве ядер-
ной бомбы, представляет собой явление, которое отсутствует при
взрывах обычных бомб. Поэтому вопрос о поражениях ядерной
радиацией (или вопрос о так называемой лучевой болезни) будет
здесь рассматриваться несколько подробнее. Вместе с тем подрос”
ное изложение этого вопроса не есть свидетельство того, что ра-

рьезные
ванных
ем бро-
з: после
и н0р-
› отме-

ВИДЫ ПОРАЖЕНИЙ м ь 493

диоактивное излучение всегда будет являться наиболее важной
причиной поражений при ядерном взрыве. Как было указано ра-
нее, этот поражающий фактор не имел решающего значения в Япо-
нии, где бомбы были взорваны на высоте примерно 560 м. Имев-
шие место поражения радиоактивным излучением возникли в мо-
мент взрыва в результате воздействия первичной ядерной радиа-
ции. При этом действие остаточной радиации, образуемой про-
дуктами ядерного распада, значения не имело. Как видно из
главы [Х, положение могло бы быть иным при наземных взрывах
атомных бомб.

Х1.44. Известно, что воздействие ядерных (или подобных им)
излучений, например рентгеновских лучей, альфа- и бета-частиц,
гамма-лучей и нейтронов, при соответствующей дозе может приве-
сти к поражению организма ($ УП1.22). После открытия рентге-
новских лучей и радиоактивности в конце ХХ века радиологи
подвергались серьезному, а иногда и смертельному поражению
радиацией, прежде чем были осознаны связанные с этим опасно-
сти. Однако с течением времени были разработаны меры по защите
от вредного действия излучений, и поражения в результате облу-
чения стали менее частыми. Тем не менее и до настоящего времени
отмечаются случайные поражения персонала, обслуживающего
радиографическое оборудование, мощные рентгеновские аппараты
в промышленных лабораториях, циклотроны и ядерные реакторы,
или лиц, работающих с радиоактивными или делящимися мате-
риалами.

Х1.45. Вредное действие излучения связано с ионизацией (или
возбуждением) в клетках, составляющих живую ткань. Как ре-
зультат ионизации, некоторые из важных составных частей ткани
повреждаются или разрушаются. Помимо этого, вновь образую-
щиеся продукты могут действовать как клеточные яды. Изменения
в клетках в результате действия ядерного (или ионизирующего)
излучения включают в себя разрыв хромосом, набухание ядра и
всей клетки, разрушение клетки, повышение вязкости протоплазмы
и повышение проницаемости клеточной оболочки. В дополнение
к этому излучение задерживает процесс деления клетки (митоз).
Облученные клетки часто становятся неспособными делиться, и та-
ким образом задерживаются нормальные процессы восстановле-
ния тканей. _

Х1.46. До применения атомного оружия в Хиросима и Нагасаки |
поражения радиоактивным излучением были редкими, и сравни- |
тельно мало было известно о явлениях, связанных с лучевой бо-
лезнью. В Японии, однако, многие жители подверглись воздей-
ствию ядерной радиации в дозах от незначительных до смертель-
ных. Действие излучения часто сочеталось с другими видами по-
ражений и шоком, так что симптомы лучевой болезни не всегда
могли быть изолированы. Кроме того, ввиду большого количества
пораженных и отсутствия надлежащих средств помощи детальные

494 ДЕЙСТВИЕ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА НА ЛЮДЕЙ

наблюдения за пораженными и ведение точных записей были не
возможны. Тем не менее на основе данных, собранных после атом
ных взрывов в Японии, были сделаны важные заключения отно-
сительно действия ядерного излучения на организм человека.
Х1.47. После 1945 г. новые данные по этому вопросу поступали
и из других источников. Этими источниками являлись опыты над
животными и небольшое количество несчастных случаев в лабо-

раториях, от которых пострадал примерно десяток человек.
Однако наиболее детальные данные были получены при изучении
воздействия излучения от продуктов ядерного распада, выпавших
после опытного взрыва на Маршалловых островах. 1 марта 1954 г.
($ [Х.86) были обследованы 250 человек, случайно подвергшихся
облучению. В числе пораженных были жители Маршалловых остро-
вов, а также небольшая группа американских военнослужащих.
Величины доз общего облучения, полученных этими людьми, коле-
бались от весьма малых значений (14 р) до значений, которые
в некоторых случаях могут вызвать поражения со смертельным
исходом (175 р).

Х1.48. Было установлено, что все излучения, вызывающие иони-
зацию (или возбуждение) непосредственно (альфа- и бета-ча-
стицы) или косвенно (рентгеновские лучи, гамма-лучи и нейтроны),
одинаково могут вызывать лучевую болезнь. Однако, имея общую
качественную сторону действия, различные излучения отличаются
друг от друга по глубине проникания в ткани, а также по степени
поражения, соответствующей определенному количеству поглощен-
ной организмом энергии. Как указано в $ УПТ.31, эти отличия от-
дельных видов излучений выражаются (частично) при помощи так
называемого показателя относительной биологической эффектив-
ности.

Х1.49. Для бета-частиц показатель относительной биологической
эффективности близок к единице. Это означает, что при равном
количестве энергии, поглощенной живой тканью, бета-частицы ока-
зывают на организм такое же поражающее действие, как рентге-
новские лучи или гамма-лучи !. Показатель относительной биоло-
гической эффективности альфа-частиц оценивался в пределах от 10
до 20, однако полагают, что это слишком высокая оценка в отно-
шении большинства случаев, представляющих интерес. Для ней-
тронов, испускаемых при взрыве ядерной бомбы, показатель отно-
сительной биологической эффективности применительно к острой
лучевой болезни был принят равным ` 1,7 ($ УП1.69), однако этот
показатель оказался значительно более высоким применительно
к воздействию нейтронов на глаза и связанному с этим возникно-
вению катаракт. Иными словами, нейтроны скорее, чем другие

виды радиоактивных излучений, вызывают катаракты.
аа 5.

1
или оБета-частицы, излучаемые источниками, находящимися на поверхности тела

о него, могут также вызывать ожоги кожи (см. $ Х1.94).

ВИДЫ ПОРАЖЕНИЙ 495

Общее действие радиоактивного излучения 3

Х1.50. Действие ядерных излучений на живые организмы зави-
сит не только от общей дозы, но и от скорости облучения (оттого, |
является ли облучение острым или хроническим), а также от _раз>
меров участка тела, подвергшегося облучению Хсм. $ 1Х:38). Не-
которые явления, связанные с облучением, например генетическое
действие излучения (см. $ Х1.124 и далее), по-видимому, зависят
только от общей дозы излучения и не зависят от времени, в тече-
ние которого оно воспринимается организмом. Другими словами,
повреждения воспроизводительных клеток, вызываемые радиацией,
имеют свойство кумулироваться. Однако в большинстве случаев
биологическое действие данной общей дозы излучения снижается
при увеличении времени облучения. Так, доза в 700 р окажется
смертельной при однократном воздействии на все тело. Но такая
же доза не вызовет смерти и выраженных расстройств в орга-
низме, если она будет растянута на 30 лет.

Х1.51. Облучение небольшого участка кожи в течение | часа
дозой рентгеновских лучей в 700 р вызовет определенную степень
эритемы (покраснения). Однако, чтобы вызвать тот же внешний
эффект путем двух более кратковременных облучений, разделен-
ных друг от друга промежутком в 24 часа, каждую дозу необхо-
димо довести примерно до 535 р, так что в этом случае потре-
буется общая доза в 1070 р. Если облучение производить в тече-
ние месяца, то ту же степень эритемы можно получить только при
общей дозе около 2000 р. Это явление объясняется тем, что в коже
непрерывно происходят восстановительные процессы, компенсирую-
щие нормальный износ тканей. Отсюда следует, что ббльшая часть
клеток, поврежденных (или полностью потерявших жизнеспособ-
ность) в результате облучения, замещается новыми клетками, и,
таким образом, между двумя последующими дозами облучения
имеет место некоторое естественное возобновление.

Х1.52. Хотя процесс образования новых клеток в других тка-
нях протекает не так быстро, как в коже, однако многие ткани
организма, по-видимому, также обладают регенеративными спо-
собностями. Так, например, темп замещения зрелых клеток крове-
творных тканей и тканей, выстилающих желудочно-кишечный тракт,
так же, как и клеток спермы, весьма высок. .

Х1.53. Организм человека способен выдерживать непрерывное
облучение малыми дозами от естественных источников без каких-
либо выраженных вредных последствий (см. гл. [Х). Как указы-
валось выше, это явление, по-видимому, объясняется относительно
быстрым процессом замещения поврежденных клеток. Но*если ин-
тенсивность облучения увеличивается, процесс восстановления от-
стает от процессов разрушения, в результате чего возникает пора-
жение организма.

Х1.54. Способность органов или системы органов к восстановле-

496 ДЕЙСТВИЕ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА НА ЛЮДЕЙ

нию нормальных функций после воздействия радиоактивного излу-
чения в большой степени зависит от их естественных регенератив-
ных способностей вообще, независимо от вида поражений. Так, ра-

диационные поражения мозга и почек в основном необратимы,
в то время как поражения костного мозга, желудочно-кишечного
‘тракта и кожи в значительной степени устраняются.

Х1.55. Как уже указывалось, тяжесть поражения при одной и
той же дозе облучения зависит от размеров и характера части
тела, которая подверглась облучению. Так, кратковременное облу-
чение дозой 700 р небольшого участка тела вызывает существен-
ные местные изменения, но общее состояние здоровья облученного
может не пострадать. Однако если доза в 700 р будет воспринята
всем телом, то наиболее вероятным исходом облучения будет
смерть. Объясняется это тем, что, когда облучение ограничено по
площади, оставшиеся необлученными участки тела могут внести
свою долю в процесс восстановления поврежденного участка. Но
если облучению подвергнется весь организм, то поражаются мно-
гие органы и восстановление значительно затрудняется.

Х1.56. Различные части тела имеют различную чувствительность
к воздействию излучения, хотя, как будет показано ниже, имеются
колебания в степени чувствительности у отдельных индивидуумов.
Наиболее чувствительными к воздействию радиоактивного излу-
чения являются лимфоидная ткань, костный мозг, селезенка, вос-
производительные органы и желудочно-кишечный тракт. Средней
чувствительностью обладают кожа, легкие, почки и печень. Мышцы
и полностью сформировавшиеся кости являются наименее чувстви-
тельными.

Действие острых доз излучения

Х1.57. В этом разделе будут изложены некоторые из наиболее
характерных результатов воздействия острой дозы излучения на
весь организм. Наиболее характерным случаем острого облучения
является действие начальной ядерной радиации, образующейся не-
посредственно после взрыва. Данные таблицы Х1.57 относятся
к человеку и основаны на материалах, полученных в Японии, на
Маршалловых островах и при проведении экспериментов на жи-
вотных. Указанный на диаграмме процент смертных случаев, соот-
ветствующий какой-либо конкретной дозе, может быть в некоторой
степени снижен, если немедленно начать лечение. Данные таблицы
Х1.57 представлены в виде диаграммы на рис. Х1.57; две кривые
диаграммы показывают соответственно ожидаемый процент пора-
женных лучевой болезнью и процент пораженных со смертельным
исходом, причем смерть наступает в течение около 30 дней после
получения соответствующих доз острого облучения всего тела.

з ВИДЫ ПОРАЖЕНИЙ 497

100

с
©

[=
|=]

г
>

Поражения 8 %

=
=

0 150 300 450 600 750
Доза строго облучения 8 рентгенах

Рис. Х1.57. Заболевания и смертельные случаи от острого
облучения начальной ядерной радиацией в зависимости
от дозы

Таблица Х1.57

Ожидаемые поражения вследствие острого облучения всего организма

Доза острого облучения, р Признаки поражения

От 0 до 50 Отсутствие признаков поражения, за исключе-
нием незначительных изменений в крови.

От 80 до 120 У 1055 пораженных рвота и тошнота в первые
сутки; чувство усталости без серьезной потери
трудоспособности. :

От 130 до 170 У 255, пораженных рвота и тошнота в первые

сутки, после чего появляются другие симптомы лу-
чевой болезни. Смертельные случаи, как правило,
отсутствуют.

тай От 180 до 22 У 50% пораженных тошнота и рвота в первые
сутки, после чего появляются другие симптомы лу-
чевой болезни. Смертельные случаи, как правило,
р отсутствуют.

От 270 до 330 Почти у всех пораженных тошнота и рвота в пер-
вые сутки, после чего появляются другие признаки
лучевой болезни. Смертность составляет около 209/0;
смерть наступает в течение двух — шести недель
ы после облучения; оставшиеся в живых выздоравли-
вают в течение примерно 3 месяцев.

От 400 до 500 У всех пораженных рвота и тошнота в первые
сутки, после чего появляются другие признаки лу-
чевой болезни. Смертность составляет около 50/9;
смерть наступает в течение одного месяца; остав-

32 Действие ядерного оружия

ДЕЙСТВИЕ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА НА ЛЮДЕЙ

Продолжение

д.

Доза острого облучения, р Признаки поражения

МЪм—ШШ

шиеся в живых выздоравливают в течение при-
мерно 6 месяцев.

От 550 до 750 У всех пораженных рвота и тошнота через че-
тыре часа после облучения, после чего появляются
другие симптомы лучевой болезни. Почти 100-про-
центная смертность; небольшое количество лиц,
оставшихся в живых, выздоравливает в течение
примерно 6 месяцев.

У всех пораженных рвота и тошнота через
1—2 часа после облучения. 100-процентная смерт-
НОСТЬ.

Почти немедленная потеря боеспособности. 100-про-
центная смертность в течение одной недели.

Х1.58. Необходимо отметить, что данные табл. Х1.57 и диа-
граммы Х1.57 не всегда могут быть применены ко всем конкрет-
ным случаям. Причина этого состоит в том, что при действии на ор-
ганизм излучения имеет значение не только величина дозы, но и
ряд других известных и неизвестных нам факторов. Помимо коле-
баний биологической чувствительности к радиации отдельных
индивидуумов, о чем будет указано ниже, имеются такие факторы,
как возраст и состояние здоровья пораженных, глубина проникно-
вения излучения в тело и в органы, а также положение тела по
отношению к источнику излучения и связанная с этим возможность
экранирования одной части тела другой. Эти и другие факторы,
несомненно, будут изменять тяжесть полученных поражений при
равных дозах облучения.

Х1.59. Различия в чувствительности отдельных индивидуумов
к излучению выражаются в том, что разные люди, получив одина-
ковую дозу излучения, при одних и тех же условиях реагируют на
нее по-разному. Так, например, можно ожидать, что в результате
острого облучения при дозе около 300 р погибнет только 20% по-
раженных. Остальные 80% будут страдать от лучевой болезни, но,
вероятно, выздоровеют. Различия в действии излучения на отдель-
ных индивидуумов приписываются так называемой биологической
изменчивости. Данный фактор не является специфичным только
применительно к ядерному излучению, а оказывает влияние и
при других видах воздействия на организм. Существование этой
естественной изменчивости вызывает необходимость установить
среднюю чувствительность к поражающему фактору значитель-
ного количества людей. Невозможно предсказать, как данный
индивидуум будет реагировать на специфическую дозу облучения.

м Бы 6 п с Я Л 2 м ма № © са =

-

ЗИ ОИ уг РУ

маня

ХАРАКТЕРИСТИКА ОСТРОЙ ЛУЧЕВОЙ БОЛЕЗНИ 499

Однако если условия точно определены, то ожидаемое среднее
воздействие на большую группу людей установить можно.

Х1.60. При изучении биологического действия острого облучения
на весь организм обычно используется так называемая средняя
смертельная доза. Это такая доза облучения всего организма,
получение которой (большой группой людей) вызывает смертель-
ные исходы у 50% пораженных; при этом смерть наступает при-
мерно через один месяц после облучения. Остальные 50% будут
болеть до 6 месяцев, но, вероятно, выздоровеют. Ввиду трудности
установления величины доз, о которых говорилось выше, в настоя-
щее время принято, что средняя смертельная доза облучения со-
ставляет 450 р. Эта величина, однако, может подвергнуться изме-
нениям по мере получения дополнительных данных о действии
острого облучения на человека.

Х1.61. На основании результатов лабораторных и полевых
опытов можно предполагать, что для средней смертельной дозы
нет единой величины, соответствующей любым условиям. Так, по
данным об изменении крови, полученным при ‘исследовании дейст-
вия выпавших радиоактивных продуктов ядерного распада на
Маршалловых островах (см. $ Х1.73), был сделан вывод, что
средняя смертельная доза должна составлять несколько меньше
450 р. С другой стороны, данные, собранные в Японии, указывают
на более высокое значение этой дозы применительно к действию
первичной ядерной радиации. Хотя обе эти величины содержат су-
щественные неточности, различие между ними получается, воз-
можно, за счет того, что продукты ядерного распада выпадали
на большой площади и излучение действовало на людей со многих
направлений; первичное же излучение в основном действовало
с одного направления, так что некоторые части тела были экрани-
рованы другими частями. Таким образом, одна и та же доза облу-
чения могла вызвать более тяжелые поражения в первом случае,
для которого средняя смертельная доза будет меньше. В качестве
величины средней смертельной дозы для целей, поставленных на-
стоящим исследованием, принимается доза облучения в 450 р.

ХАРАКТЕРИСТИКА ОСТРОЙ ЛУЧЕВОЙ БОЛЕЗНИ

Поражающее действие смертельных доз облучения
ЯГУ ГУЙ 1 Е АОН И ОИ

ре

Х!.62. Облучение всего тела очень высокими дозами радиации,
например ‘дозой в 5000 р и выше, ведет к быстрому поражению
центральной нервной системы. Симптомами такого поражения
являются перевозбуждение, атаксия (отсутствие координации дви-
жений), затрудненность дыхания и ступор (оцепенение). Почти

32*

500 ДЕЙСТВИЕ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА НА ЛЮДЕЙ

немедленно наступает состояние прострации !, которое заканчи-
вается смертью через несколько часов или дней (до одной недели)
после облучения. Если доза облучения находится в пределах 700—
1000 р, то самые ранние симптомы поражения отмечаются со сто-
роны органов пищеварения в форме тошноты и рвоты в течение
первых трех-четырех часов. Чем больше доза, тем раньше появ-
ляются эти симптомы. Вслед за этим более или менее быстро раз-
вивается прострация, диаррея (понос), анорексия (отсутствие ап-
петита и отвращение к пище) и повышенная температура. Как
видно из полученных в Японии данных, диаррея у пораженных яв-
ляется частым явлением и носит тяжелый характер. Стул вначале
бывает водянистым, но позднее имеет тенденцию переходить в кро-
вавый.

Х1.63. Чем раньше развиваются отмеченные выше симптомы
лучевой болезни, тем вероятнее смертельный исход. Хотя болевых
ощущений в течение первых нескольких дней не бывает, больные
испытывают чувство неудобства И беспокойства, сопровождаю-
щееся заметной депрессией и общей разбитостью. В некоторых
случаях при меньшей дозе облучения за ранней стадией тяжелой
лучевой болезни следует так называемый скрытый период в 2—3
(или более) дня, в течение которых у больного не проявляется
внешних симптомов поражения, хотя в организме происходят глу-
бокие изменения, особенно в тканях кроветворных органов. После
скрытого периода болезни следует рецидив прежних симптомов,
часто сопровождающийся бредом или коматозным ? состоянием и
заканчивающийся смертью обычно в пределах двух недель.

Х1.64. Другими симптомами тяжелого лучевого поражения яв-
ляются вторичная инфекция и тенденция к спонтанным внутрен-
ним кровоизлияниям в конце первой недели. Одновременно часто
наблюдается отечность и воспаление горла. Выпадение волос (эпи-
ляция), главным образом на голове, обычно наблюдается к концу
второй недели. Развитие лучевой болезни в тяжелой форме у япон-
цев сопровождалось повышением температуры тела. Температура
в большинстве случаев повышалась постепенно между пятым и
седьмым днями, а иногда и на третий день после облучения. Повы-
шенная температура обычно удерживалась до момента смерти.
Имелись также резкие изменения в крови больного, о чем будет
указано ниже ($ Х1.73). Посмертное исследование обнаруживало
дегенеративные изменения в яичках и яичниках. В отдельных слу-
чаях отмечалось также изъязвление миндалин и слизистой обо-
лочки толстых кишок.

' Прострация — угнетенное состояние, сопровождающееся полным упад-
Ком сил и безразличным отношением к окружающему. (Прим. ред.)
Кома — бессознательное состояние, обусловленное сильным угнетением
центральной нервной системы. (Прим. ред.)

_ ХАРАКТЕРИСТИКА ОСТРОМ ЛУЧЕВОЙ ВОЛЕЗНИ 501

А, —— в мы
де
7.) Поражающее действие излучения в дозах 300—500 р
о С. т
Чень ХТ.65. При дозах общего облучения порядка 300—500 р также
пя. развивается тяжелая лучевая болезнь, которая, однако, не всегда
О раз, заканчивается смертью. Первоначальные симптомы поражения бы-
4е ап. вают такие же, как и у облученных более высокими дозами,
` Как а именно: тошнота, рвота, диаррея, потеря аппетита и общее тяже-
МХ яв. Е _Однако эти симптомы развиваются медленнее и
чад, имеют менее тяжелый характер. Через 1—2 дня после облучения
» у симптомы поражения исчезают и начинается скрытый период бо-
ро- лезни продолжительностью от нескольких дней до двух недель, в те-
чение которых больные чувствуют себя относительно хорошо, хотя
ПтОМЫ в крови происходят глубокие изменения. Вслед за этим периодом
левых симптомы заболевания, включая лихорадочное состояние, диаррею
льНЫе и постепенное повышение температуры, появляются вновь.
кдаю- Х1.66. Начиная примерно со второй или третьей недели после
торых облучения, отмечается тенденция к развитию кровоизлияний в раз-
келой личные органы, а также к подкожным кровоизлияниям. Особенно
93 часто наблюдаются спонтанные кровотечения во рту и по ходу же-
ей лудочно-кишечного тракта. В результате кровоизлияния в почки
или в мочевыводящие пути в моче может появляться кровь. Крово-
лу излияния происходят в основном в результате снижения уровня со-
Тосле держания в крови некоторых компонентов и связанного с этим на-
омов, рушения механизма свертывания крови (см. $ Х1.79). Выпадение
лем и волос после облучения начинается примерно через две недели, т. е.
непосредственно за латентным (скрытым). нериодом.
я ЯВ- Х1.67. Серьезным осложняющим фактором является подвержен-
пре" ность инфицированию ран, ожогов и других повреждении. Инфек-
часто ция в значительной степени объясняется уменьшением количества
(опи- белых кровяных телец и заметной депрессией иммунологической
активности организма. В результате микробной инфекции у пора-
кони женных после скрытого периода появляются изъязвления на губах,
пот, которые в последней стадии болезни распространяются по всему
УР желудочно-кишечному тракту.
тым | Х1.68. В наиболее серьезных случаях лучевой болезни в Японии
пов» отмечалось тяжелое истощение с лихорадочным состоянием и бре-
иер"!, дом. При этом через 2—12 недель после облучения болезнь заканчи-
буде валась смертью. Больные, выжившие в течение 3—4 месяцев и не
вай имевшие осложнений в виде туберкулеза, легочных и других забо-
‚ слу леваний, постепенно выздоравливали. У выздоровевших выпадение
| 000 волос прекращалось. Примерно через 3—4 года после атомного
р нападения обследование 824 оставшихся в живых показало, что со-
став их крови ничем существенно не отличался от состава крови
жителей города, не подвергавшихся облучению. Вопрос об отдален-
ы ных последствиях лучевой болезни, как-то: катарактах и лейкемии,
и’ будет рассмотрен ниже.
ие
ие

502 ДЕИСТВИЕ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА НА ЛЮДЕЙ.

Поражающее действие излучения в дозах 100—250 р

Х1.69. Общее облучение дозами радиации порядка 100—250 р
вызывает лучевую болезнь, которая в большинстве случаев закан-
чивается выздоровлением. Действию таких доз радиации подвер-
гались жители Хиросимы и Нагасаки, находившиеся на некотором
расстоянии от эпицентра взрыва. Из 250 человек, подвергшихся об-
лучению от выпавших продуктов ядерного распада после опытного
взрыва на Маршалловых островах | марта 1954 г., 64 человека

Рис. Х1.70. Выпадение волос у ребенка, подвергшегося
гамма-облучению в дозе около 175 р

также получили дозу радиации порядка 100—250 р. Необходимо
отметить, что в последнем случае, строго говоря, облучение не яв-
лялось острым, как это определено в $ 1Х.38, так как воздействие
радиации продолжалось примерно 45 часов. Вместе с тем следует
учесть, что более половины дозы облучения было получено постра-
давшими в течение первых 24 часов, и симптомы поражения, несом-
ненно, были аналогичны симптомам острого облучения такой же
дозой. ь

Х1.70. Лучевая болезнь в результате облучения дозами радиации
порядка 100—250 р имеет в основном ту же клиническую картину,
что и болезнь после облучения более высокими дозами. Однако на-
чальный период болезни выражен менее резко. В первый день после

> а р. лем а: Я

ХАРАКТЕРИСТИКА ОСТРОЙ ЛУЧЕВОЙ БОЛЕЗНИ 503

облучения обычно отмечается тошнота, рвота и диаррея. Затем сле-
дует скрытый период, длящийся до двух недель и более. В течение
этого времени пораженный не теряет трудоспособности и может
продолжать свою обычную трудовую деятельность. После этого
вновь появляются обычные симптомы — потеря аппетита, плохое
самочувствие, выпадение волос (рис. Х1.70), диаррея и кровоизлия-
ния, но они не являются очень тяжелыми. Изменения в крови, вы-
зываемые облучением, происходят во время скрытого периода бо-
лезни и удерживаются в течение некоторого времени в дальнейшем.
Если нет осложнений, выздоровление наблюдается почти во всех
случаях. Рост волос возобновляется примерно через два месяца.
Чем тяжелее форма проявления симптомов ранней стадии лучевой
болезни, тем дольше протекает процесс выздоровления. Надлежа-
щий уход и применение антибиотиков при наличии клинических
к тому показаний может значительно ускорить полное выздоровле-
ние даже в тяжелых случаях лучевой болезни.

Действие малых доз излучения

Х1.71. Однократное облучение всего тела дозой порядка“
25—100 р может вызвать появление легких, а иногда и весьма не-
определенных симптомов. В некоторых случаях единственным от-
четливым признаком поражения являются изменения в крови, кото-
рые регистрировались даже после воздействия радиации в дозе не
более 14 ‘р/Потери трудоспособности у облученных малыми дозами
‘обычно не‘наблюдается, и подвергшиеся воздействию таких доз
люди могут продолжать свою обычную трудовую деятельность.

Диагностика лучевой болезни

Х1.72. Наиболее яркими и ранними симптомами лучевой болезни
являются тошнота, рвота и диаррея. Тяжесть и длительность этих
симптомов находятся в прямой зависимости от степени облучения и
в обратной зависимости от вероятности выздоровления. Процессы,
происходящие в скрытом периоде, длительность этого периода и
дальнейшее течение лучевой болезни также зависят от дозы облу-
чения. В табл. Х1.72 даны наиболее характерные признаки лучевой
болезни. Следует отметить, что эти данные могут варьировать.
В частности, могут изменяться в зависимости от индивидуума сроки
появления и тяжесть симптомов, й

ДЕЙСТВИЕ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА НА ЛЮДЕЙ

Время после
облучения

Таблица Х1.72

Обзор клинических симптомов лучевой болезни

—_—833ц„ЬЬ—3д—БШ5ц5цк—к—к—к—к—к—к—к—_—_—_—_—_—_—_кккккккк

Выздоровление
невозможно (700 р или
больше)

Выздоровление возможно
(от 550 до 300 р)

Выздоровление вероятно
(от 250 до 100 р)

—__ 8 ———6—6—6868—68Щ8ё>5Б5ЩШЩШЩШЩШ<Ш333333———______—06—0—6—000

1-я неделя

2-я неделя

3-я неделя

4-я неделя

Тошнота, рвота и
диаррея в первые не-
сколько часов.

В некоторых слу-
чаях определенных
симптомов нет (скры-
тый период).

Диаррея. Геморра-
гия (кровотечение).
Пурпура (мелкие кро-
воизлияния в толще
кожи и слизистых
оболочках).

Воспаление слизи-
стой оболочки рта и
глотки, лихорадочное

состояние, быстрое
истощение, смерть
(вероятная смерт-

ность — 1009/о).

Тошнота, рвота и
диаррея в первые не-
сколько часов.

Определенных сим-
птомов нет (скрытый
период).

Выпадение волос,
потеря аппетита и
общее недомогание,
лихорадочное состоя-
ние.

Геморрагия, пур-
пура, петехии, крово-
течение из носа, блед-
НОСТЬ, воспаление
слизистой оболочки
рта и глотки, диаррея,
истощение.

Смерть в наиболее
тяжелых случаях. При
дозе облучения в
450 р вероятная смерт-
ность — 509%.

Возможна тошнота,
рвота и диаррея в те-
чение первых суток.

Определенных
симптомов нет (скры-
тый период).

Выпадение волос,
потеря аппетита и не-
домогание, воспале-
ние слизистой 0бо-
лочки глотки, гемор-
рагия, пурпура, пе-
техии (точечные кро-
воизлияния в толще
кожи и слизистых
оболочках), блед-
ность, диаррея, уме-
ренное истощение.

Выздоровление
возможно примерно
через 3 месяца, если
отсутствуют такие
отягчающие болезнь
факторы, как слабое
здоровье до облуче-
ния, сопутствующие
травмы и инфекция.

Гематологические признаки поражения радиоактивным излучением

Х1.73. Среди биологических последствий общего однократного
облучения организма наиболее характерными являются изменения
в крови. Эти изменения в слабо выраженной форме наблюдались

даже после облучения дозой только в 14 р; с повышением данной

И нь

ТРЕ

ПО с

кры-

ХАРАКТЕРИСТИКА ОСТРС ›М ЛУЧЕВОЙ БОЛЕЗНИ 505

дозы изменения в крови становились более заметными. Много све-

дений о гематологической реакции человека на излучение было по-
лучено после ядерных взрывов в Японии, а также из анализа не-
счастных случаев в лабораториях. Положение, которое создалось
на Маршалловых островах в марте 1954 г., позволило очень тща-
тельно изучить действие малых и умеренных доз облучения (до
175 р включительно) на кровь человека. Приведенные ниже сведе-
ния по рассматриваемому вопросу в основном согласуются с дан-
ными, полученными в Японии, но они основаны в большей мере на
материалах обследования жителей Маршалловых островов.

Х1.74. Одним из наиболее ярких симптомов изменения крови
в результате воздействия радиоактивных излучений является умень-
шение количества лейкоцитов. Лейкоциты, или белые кровяные
тельца, играют большую роль в сопротивлении организма болезне-
творным микробам. Во время инфекционных заболеваний количе-
ство лейкоцитов увеличивается, так как они требуются для борьбы
с вторгающимися микроорганизмами. Потеря этой способности бо-
роться с вторжением микробов независимо от того, будет ли она
вызвана излучением или каким-либо другим поражением, очень
серьезна, и микробы могут в результате этого быстро размножаться,
вызывая серьезные последствия. Имеются различные виды лейкоци-
тов с различными специализированными функциями, но все они об-
ладают общей для них способностью сопротивления инфекции, уда-
ления токсических продуктов из организма или тем и другим. От-
дельным видам лейкоцитов даны названия в соответствии с их
внешним видом, например гранулоциты, или с их происхожде-
нием — так называемые лимфоциты, или по их сродству с кисло-
тами или щелочами, например ацидофилы, нейтрофилы и базо-
филы.

Х1.75. После воздействия радиации в сублетальных (несмер-
тельных) дозах (около 250 р или менее) количество лейкоцитов
в первые 1—2 дня повышается, а затем падает ниже нормального
уровня. В последующие 5—6 недель уровень содержания лейкоци-
тов колеблется, не снижаясь до минимальных значений, а иногда
превышая нормальное содержание. В течение седьмой или восьмой
недели количество лейкоцитов стабилизируется на низких уровнях
и примерно в это же время достигает своего минимума. В после-
дующие недели наблюдается тенденция к повышению их содержа-
ния, но для возвращения к норме может потребоваться несколько
месяцев или более.

Х1.76. Нейтрофилы, защищающие организм от вторжения бакте-
рий, продуцируются главным образом в костном мозгу. Содержа-
ние нейтрофилов изменяется пропорционально изменению общего
числа белых кровяных телец, так что первоначальное увеличение
количества последних, по-видимому, должно быть отнесено за счет
мобилизации нейтрофилов. Полного возвращения количества ней-
трофилов к норме не наблюдается в течение нескольких месяцев,

506 ДВИСТВИЕ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА НА ЛЮДЕЙ

Х1.77. Лимфоциты вырабатываются в лимфоидной ткани, и в
частности в лимфотических узлах и селезенке. В противополож-
ность нейтрофилам количество лимфоцитов резко падает вскоре
после облучения и в течение нескольких месяцев остается ниже
нормы. Восстановление нормального количества лимфоцитов может
потребовать многих месяцев и даже лет. Если судить по получен-
ным в Японии данным, то через три или четыре года после облуче-
ния содержание лимфоцитов у облученных существенно не отли-
чалось от их содержания у людей, не подвергавшихся воздействию
ядерной радиации.

Х1.78. Как указывалось выше, функции лейкоцитов заключаются
в защите организма от болезнетворных микробов и в удалении
токсических продуктов. Неспособность костного мозга и лимфоид-
ной ткани вырабатывать соответственно гранулоциты и лимфоциты
в результате облучения означает, что существенно важный защит-
ный механизм организма в значительной мере выводится из строя.
Этим отчасти объясняется сильная подверженность облученных
заражению различными микробами, о чем говорилось ранее. Дру-
гими факторами, снижающими сопротивляемость облученных к воз-
действию микробов, является недостаточная способность поражен-
ного организма вырабатывать антитела.

Х1.79. Другим важным ‘изменением в крови облученных является
уменьшение количества кровяных пластинок — составной части
крови, имеющей важную роль в процессе ее свертывания. В отличие
от лейкоцитов количество кровяных пластинок начинает умень-
шаться сразу же после облучения, падает неуклонно и у поражен-
ных сублетальными дозами радиации достигает минимума при-
мерно к концу первого месяца. При более высоких дозах облучения
количество кровяных пластинок уменьшается более быстро и дости-
гает минимума через более короткий промежуток времени. Восста-
новление количества пластинок до нормы протекает медленно и за-
нимает несколько месяцев и даже лет после облучения. Снижением
содержания пластинок в крови может быть частично объяснено по-
явление при лучевой болезни кровотечений и пурпуры.

Х1.80. После облучения в крови снижается также содержание
эритроцитов (красных кровяных телец), в результате чего появ-
ляются симптомы анемии, например бледность. Однако изменение
в количестве эритроцитов не является так резко выраженным, как
изменения в количестве белых кровяных телец и пластинок, 0со-
бенно при облучениях дозами в пределах от 200 до 400 р. В то время
как белые кровяные тельца и пластинки быстро реагируют на облу-
чение, количество эритроцитов в течение первых нескольких дней
мало или совсем не изменяется. В последующем наблюдается сни-
жение их количества, которое может продолжаться на протяжении
двух-трех недель. С началом процесса выздоровления от лучевой бо-
лезни количество эритроцитов увеличивается.

-Х181. В качестве показателя тяжести поражения, в особенности

__ ОТДАЛЕННЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ РАДИОЛКТИВНОГО ОБЛУЧЕНИЯ 507

при сублетальных дозах, содержание в крови нейтрофилов имеет
ограниченное значение, так как этот показатель может колебаться
в широких пределах и становится наиболее резко выраженным
лишь через несколько недель после облучения. В этом отношении
большую ценность представляют данные о количестве лимфоцитов,
особенно при низких дозах облучения, поскольку количество лим-
фоцитов уменьшается уже через несколько часов. Однако следует
отметить, что разница в степени снижения содержания лимфоцитов
при высоких и низких дозах облучения относительно мала. Отсюда
следует, что подсчет белых кровяных телец в крови не дает возмож-
ности сразу определить тяжесть поражения.

Х1.82. Уменьшение количества кровяных пластинок после облу-
чения имеет закономерный характер, и минимальное их содержание
у пораженных сублетальными дозами отмечается приблизительно
через одно и то же время после облучения. Далее, при упомянутых
дозах радиации степень уменьшения содержания пластинок по
сравнению с нормой в общем грубо пропорциональна предполагае-
мой дозе облучения. Исходя из этого, можно сказать, что подсчет
количества пластинок будет служить удобным и относительно про-
стым методом определения серьезности поражения при дозах облу-
чения в пределах сублетальных. Основной недостаток этого способа
заключается в том, что значительное снижение количества пласти-
нок отмечается только по истечении некоторого времени после облу-
чения.

ОТДАЛЕННЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ РАДИОАКТИВНОГО ОБЛУЧЕНИЯ
Катаракты

Х1.83. Некоторые последствия воздействия излучения на орга-
низм могут проявиться_только через’ несколько. лет после облуче-
ния. Кроме генетических факторов, такими ` последствиями могут
быть образования катаракт, лейкемия и задержка в развитии де-
тей, облученных в утробе матери. Данные относительно поздних
последствий облучения были получены в результате длительного
изучения материалов, полученных в Японии; при этом исследования
проводились главным образом под АОН комиссии по изу-

й атомных взрывов `.
Бы И Нагасаки, Я во время
взрывов в радиусе около 900 м от эпицентра взрыва, было я
стрировано больше 100 случаев ен: 6 помутней ру.
сталика без существенного нарушения зрения. дЬК у не РЕ ы
числа пострадавших непрозрачность хрусталика была р у
серьезной и требовала операции. Изученные катаракты анал н

1 Комиссия по изучению последствий атомных взрывов И АавоЧельНого ие
овательского совета США финансируется комиссией по атомной энергии. еы
г. ее задач является изучение отдаленных последствий радиоактивного облу-

чения.

№,*-*

508 ДЕЙСТВИЕ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА НА ЛЮДЕЙ

катарактам, возникающим в результате воздействия на глаза боль-
ших доз рентгеновских и гамма-лучей, поэтому причиной их, ве-
роятно, явилась первичная ядерная радиация. Быстрые нейтроны
обладают высокой биологической активностью, вызывающей по-
мутнение хрусталика (см. $ Х1.49), и именно этот вид излучения,
по-видимому, является основной причиной имевших место в Япо-
нии случаев катаракт.

Х1.85. Большая часть людей, находившихся на таком же рас-
стоянии от эпицентра взрыва, как и те лица, которые имели ката-
ракты, умерли от световых ожогов, механических травм или луче-
вой болезни. Следовательно, наиболее вероятно, что все (или почти
все), пережившие взрыв, у которых позднее образовались ката-
ракты, подверглись воздействию по менышей мере умеренных доз
излучения. Это подтверждается также тем, что практически у всех
лиц, имевших катаракты, отмечалось полное выпадение волос, а у
многих возникали характерные симптомы лучевой болезни.

Лейкемия

Х1.86. Изучение данных о смертности среди врачей показало,
что лейкемия — заболевание, связанное с повышенной выработкой
белых кровяных телец,— значительно чаще является причиной
смерти врачей-радиологов, чем других врачей. В связи с этим стали
считать, что частое (хроническое) воздействие на организм умерен-
ных доз ядерного излучения может вызывать лейкемию. Данные,
полученные в Японии, свидетельствовали о возможности возникно-
вения лейкемии и в результате воздействия однократной высокой
(острой) дозы облучения. Первые определенные данные о повышен-
ной заболеваемости лейкемией среди жителей Хиросимы и Нага-
саки были получены в 1947 г. Таким образом, между моментом об-
лучения и развитием симптомов заболевания прошло по меньшей
мере два года. Количество новых зарегистрированных случаев лей-
кемии в последующие годы регулярно повышалось.

ХГ.87. Практически все случаи лейкемии, которые могли быть
отнесены за счет облучения ввиду наличия других симптомов луче-
вой болезни, наблюдались среди людей, находившихся в зоне ра-
диусом около 1400 м от эпицентра взрыва. В этом районе минималь-
ная доза общего облучения, по-видимому, приближалась к средней
смертельной дозе в 450 р. Обследование значительного количества
больных лейкемией показало, что заболеваемость среди облучен-
ных составляла в среднем около одного случая на 500 человек по
сравнению с одним случаем на 50 тысяч человек среди населения
Японии, не подвергавшегося облучению.

Задержка в развитии детей

Х1.88. У японских женщин, облученных во время беременности
достаточно высокими дозами радиации, наблюдалось заметное по-

ыы -нче+-

| -- 65. №1 = №8. -)

оказало,
работкой
тричиной
им стали
умерен-
Данные,
озникНо-
высокой
‚овышен-

ДЕЙСТВИЕ ОСТАТОЧНОЙ ЯДЕРНОМ РАДИАЦИИ 509

вышение количества мертворожденных. Повысилась также смерт-
ность новорожденных и младенцев. Изучение состояния детей через
четыре-пять лет после атомного нападения показало несколько по-
вышенное количество случаев задержки умственного развития. Ма-
тери этих детей находились на таком расстоянии от эпицентра
взрыва, что должны были подвергнуться воздействию дозы ядер-
ного излучения по меньшей мере в 450 р. У многих детей отмечено
неправильное развитие зубов, что приписывалось повреждению их
корней.

Х1.89. Сравнение данных проведенного в 1959 г. обследования
состояния детей, подвергшихся облучению (возраст их в момент
облучения колебался примерно от | года до 14 лет), и детей того
же возраста, не подвергавшихся облучению, показало, что первая
группа детей имела меньший средний вес тела и более низкий рост,
половая зрелость их достигла меньшей степени развития, чем у вто-
рой группы. С другой стороны, при постановке различных проб на
нейтромышечную координацию и мышечную силу существенных
различий обнаружено не было.

Х1.90. В связи с вопросом о развитии детей необходимо отме-
тить, что дети, зачатые в Японии подвергшимися облучению родите-
лями, по-видимому, были совершенно нормальными. Высказывав-
шиеся одно время опасения о возможном повышении среди таких
детей анормальных случаев фактами подтверждены не были (см.
$ Х1.124).

Влияние облучения на другие виды поражений

Х1.91. Комбинация поражения ядерной радиацией с другими
видами поражений, как можно ожидать, вызовет увеличение слу-
чаев шока. Так, например, комбинация сублетального облучения и
умеренных световых ожогов будет вызывать более ранний и более
тяжелый шок, чем это могло быть только при одном ожоге. За-
живление ран будет замедлено вследствие их подверженности со-
путствующей инфекции и в силу других причин. Инфекция, с кото-
рой здоровый организм мог бы справиться, у облученных может
повлечь за собой смертельный исход.

ДЕЙСТВИЕ ОСТАТОЧНОЙ ЯДЕРНОЙ РАДИАЦИИ
Гамма-излучение

Х1.92. Биологическое действие остаточной ядерной радиации
аналогично действию первичной радиации. Однако некоторые во-
просы, связанные с природой продуктов деления, требуют специаль-
ного рассмотрения. Ниже будут рассмотрены: 1) остаточное гамма-
излучение; 2) вещества, испускающие бета-частицы, и 3) внутрен-
ние источники излучения.

510 ДРВИСТВИЕ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВЛ НА ЛЮДЕЙ

Х1.93. Хотя гамма-лучи, испускаемые продуктами деления, обла-
дают более низкой энергией и несколько меньшей проникающей
способностью, чем гамма-лучи первичной ядерной радиации, биоло-
гическое действие их одинаково. Однако, как указывалось в $ Х1.61,
гамма-излучение от радиоактивного выпадения может вызвать бо-

лее тяжелое поражение, чем первичное гамма-излучение при дей-
ствии их в равных дозах. В последнем случае большая часть излу-
чения поступает с одного направления, а именно от места взрыва
бомбы, ввиду чего возможно частичное экранирование одной части
тела другой. Излучение от радиоактивного выпадения действует на
организм со многих направлений, и такое экранирование имеет
меньшее значение. Тот факт, что остаточное излучение действует на
организм более длительное время, чем первичное излучение, боль-
шого значения не имеет, так как большая часть дозы от выпавших
продуктов ядерного распада будет получена в течение первых од-
ного-двух дней, непосредственно следующих за ядерным взрывом,
Естественное восстановление организма в течение этого времени

незначительно, и полученную дозу излучения можно считать прак-
тически острой дозой. }

Вещества, излучающие бета-частицы

ХГ.94. Поражения организма излучением бета-частиц из внеш-
них источников может происходить двумя путями. Во-первых, про-
дукты атомного распада, испускающие бета-частицы, приходя
в контакт с кожей и оставаясь на ней в течение длительного вре-
мени, могут вызывать радиоактивное поражение, иногда называе-
мое «бета-ожогом». Во-вторых, в районе атомного взрыва организм
будет подвергаться воздействию бета-частиц, излучаемых продук-
тами атомного распада, которыми заражена внешняя среда. Одежда
будет в значительной мере ослаблять действие этих излучений, тем
не менее наружные слои кожи будут облучены в сильной степени,
и при некоторых обстоятельствах могут возникнуть серьезные
ожоги.

Х1.95. Ценная информация относительно бета-ожогов была по-
лучена в результате наблюдений за течением этого вида ожогов
у жителей Маршалловых островов, подвергшихся воздействию ра-
диации от продуктов атомного распада в марте 1954 г. Радиоактив-
ный материал на некоторых островах стал выпадать примерно че-
рез 5 часов после взрыва. Этот материал представлял собой белый
порошок и состоял в основном из извести (окиси кальция), образо-
вавшейся в результате разложения коралла (углекислого кальция)
под воздействием температуры. Жители острова сначала не при-
дали значения этому явлению. Так как погода была жаркой и влаж-
ной, то они оставались на открытом воздухе; их тела были влажны
и относительно мало прикрыты одеждой. В результате этого мест-
ные жители оказались сильно зараженными радиоактивным мате:

ДЕЙСТВИЕ ОСТАТОЧНОЙ ЯДЕРНОЙ РАДИАЦИИ 511

риалом, который длительное время находился в соприкосновении
с их кожными покровами и волосами. Поскольку жители островов,
как правило, обуви не носили, их босые ноги постоянно подверга-
лись заражению выпадавшими на землю радиоактивными веще-
ствами.

ХТ.96. В течение первых 24—48 часов многие из’ подвергшихся
наибольшему воздействию излучения почувствовали ощущение
зуда и жжения в коже. Эти симптомы были более легкими у тех, кто
был менее заражен радиоактивными веществами. Через день или
два все кожные симптомы исчезли, но по истечении двух-трех не-
дель на участках тела, которые подверглись заражению радиоак-
тивными частицами, наблюдались выпадение волос и изъязвления.

‘Рис. Х1.97а. Кожный покров шеи через месяц после воздей-
ствия бета-излучения

Эритема не отмечалась как в ранних, так и в поздних стадиях по-
ражения, хотя этого можно было бы ожидать. Возможно, что она
могла быть затенена естественной окраской кожи жителей островов.

Х1.97. Первым показателем поражения кожи была повышенная
пигментация в форме темных пятен и приподнятых над поверх-
ностью кожи высыпаний (макулы, папулы и рельефные пятна). Эти
поражения развивались на участках кожи, не защищенных одеж-
дой, в такой последовательности: поражение кожных покровов
головы (с выпадением волос), шеи, плеч, верхних конечностей,
нижних конечностей и туловища. Чаще всего наблюдались выпа-
дение волос и поражение кожи на голове, шее и ногах
(рис. Х1.97а и 6).

Х1.98. Кроме отмеченных поражений, у жителей Маршалловых
островов, а также у американских негров очень часто наблюдалась
синевато-коричневая пигментация ногтей. Это явление, по-види-
мому, специфично для темнокожих рас, так как оно не наблюдалось

512 ДЕЙСТВИЕ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА НА ЛЮДЕЙ

ни у одного из белых американцев, которые одновременно подвер-
гались облучению. Пигментация ногтей наблюдалась в ряде случаев
при отсутствии поражений кожи. Весьма вероятно, что это явление

было вызвано скорее действием гамма-лучей, чем бетта-частиц, по-
скольку тот же самый эффект отмечался у больных с темной кожей
после облучения их рентгеновскими лучами.

Рис. Х1.976. Кожный покров нижних конечностей через
месяц после воздействия бета-излучения

Х1.99. Поражения кожи в большинстве случаев были поверх-
ностными и не сопровождались образованием пузырей. Микроско-
пическое исследование через 3—6 недель показало, что поражение
было особенно заметным в верхних слоях кожи (эпидермисе), в то
время как более глубоко расположенные слои были затронуты зна-
чительно меньше. Это вполне согласуется с коротким пробегом бета-
частиц в живой ткани. После образования сухого струпа наступало
быстрое заживление; при этом оставались депигментированные
пятна, окруженные зоной повышенной пигментации с неправиль-
ными очертаниями. В течение последующих нескольких недель по-
степенно восстанавливалась нормальная пигментация,

—щ—==П= ——--

ДЕЙСТВИЕ ОСТАТОЧНОЙ ЯДЕРНОЙ РАДИЛЦИИ 513

Х1.100. У лиц, подвергшихся сильному заражению радиоактив-
ными веществами, развивались (обычно на ногах или шее) более
глубокие поражения кожи, сопровождавшиеся слабым чувством
жжения, зудом и болью. Пораженные участки кожи были влаж-

Рис. Х1.100а. Кожный покров шеи через год
после воздействия бета-излучения (см. также
рис. Х1.97а)

ными, мокнущими, на них появлялись язвы, в дальнейшем они по-
крывались твердой сухой коркой. Однако большинство таких пора-
жений быстро заживало в результате обычного лечения, применяе-
мого при заболеваниях кожи, не связанных с воздействием излуче-
ния. Ненормальная пигментация на участках кожи, подвергшихся
поражению, удерживалась в некоторых случаях до одного года
(рис. ХГ.100а и 6).

Х1[.101. Возобновление роста волос обычного цвета и строения
начиналось примерно через 9 недель после облучения; при этом

33 Действше ядерного оружия

514 ДРИСТВИЕР ЯДЕРИО! 71 НА ЛЮДЕЙ

волосяной покров полностью восстанавливался через 6 месяцев.
К этому же времени в большинстве случаев исчезала ненормальная
пигментация на ногтях.

Рис. Х1.1006. Кожный покров нижних конечностей через
6 месяцев после облучения (см. также рис. Х1.976)

Внутренние источники излучения

Х1.102. В случае пребывания на местности, зараженной радио-
активными веществами, эти вещества могут попадать в организм
через пищеварительный тракт (с зараженной пищей и водой), через
легкие (с зараженным воздухом) или через раны и царапины. В це-
лом биологическое действие ядерных излучений, исходящих от вну-
тренних источников, аналогично действию излучения от внешних
источников. Однако необходимо отметить, что даже весьма малое
количество радиоактивного материала, находящегося внутри орга-
низма, может нанести тяжелое поражение.

Х1.103. Прежде всего облучение различных органов и тканей
внутренними источниками является постоянным, изменяющимся
только от уменьшения в организме количества активного материала
В результате физических (радиоактивный распад) и биологических

2

ДЕЙСТВИЕ ОСТАТОЧНОЙ ЯДЕРНОЙ РАДИАЦИИ 515

(выделение) процессов. Далее, ткани организма, воспринимающие
действие радиации, ближе расположены к источнику излучения и не
экранированы какими-либо материалами. Это особенно важно учи-
тывать при альфа- и бета-излучениях. Альфа- и бета-частицы, дей-
ствуя извне, задерживаются поверхностными слоями кожи и не мо-
гут достичь чувствительных участков организма. Но если источники
альфа- и бета-излучений, как, например, плутоний (испускающий
альфа-частицы) или продукты ядерного распада (испускающие бета-
частицы), действуют изнутри, то они могут потерять всю свою
энергию на небольшом, но, возможно, весьма чувствительном участ-
кеткани организма, вызывая при этом значительное его поражение.

Х!.104. Отмеченный факт усугубляется тем, что некоторые
химические элементы имеют тенденцию концентрироваться в спе-
цифических клетках или тканях, подчас обладающих весьма боль-
шой чувствительностью к ядерному излучению. Судьба радиоак-
тивного изотопа, который попал в кровяное русло, будет зависеть
от его химической природы. Радиоактивные изотопы элемента, яв-
ляющегося нормальной составной частью тканей организма, будут
проходить те же самые процессы метаболизма, как и стабильные
изотопы данного элемента. Так, например, йод, как радиоактивный,
так и нерадиоактивный, имеет тенденцию концентрироваться в Щи-
товидной железе.

ХГ.105. Радиоактивный изотоп элемента, обычно не содержаще-
гося в тканях организма, будет вести себя так, как ведет себя сход-
ный с ним по химическим свойствам элемент, нормально присут-
ствующий в организме. Так, радиоактивные изотопы стронция и ба-
рия, будучи химически подобными кальцию, в значительной мере
отлагаются в кальцинированной ткани костей. Изотопы редкозе-
мельных элементов; например церия, составляющего существенную
часть продуктов ядерного распада, и плутония, содержащегося в
этих продуктах в небольших количествах, также отлагаются в Ко-
стях. Так как эти элементы не являются химическими аналогами
кальция, то они отлагаются в меньших количествах и в других
структурных элементах кости, чем стронций и барий (рис. ХТ.105).
Следует отметить, что отлагающиеся в костях радиоактивные изо-
топы обладают весьма высокой потенциальной опасностью, так как
могут вызывать повреждение чувствительного костного мозга, в Ко-
тором вырабатываются многие из кровяных клеток. Результатом
поражения кроветворной ткани является снижение количества кро-
вяных клеток, что вредно сказывается на всем организме.

Х1.106. Для того чтобы превратиться во внутренние источники
излучения, радиоактивные материалы должны получить доступ в
кровяное русло, из которого они затем могут попадать в кости,
печень и т. д. Пока радиоактивные вещества находятся в легких,
желудке и кишках, их следует считать скорее внешними, чем вну-
тренними источниками излучения. Интенсивность проникания ра-
диоактивных продуктов в кровь будет зависеть от двух основных

33*

516 ДЕЙСТВИЕ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА НА ЛЮДЕЙ

факторов: размеров радиоактивных частиц и их растворимости в
жидкостях организма. Возможность отложения радиоактивных эле-
ментов в какой-либо определенной ткани зависит от химических
свойств этих элементов, как было указано выше. Элементы, которые
не обладают тенденцией кумулироваться в организме, сравнительно
быстро выводятся в результате естественных процессов метаболизма.

Эпифизарная
пластинка

Стронций и
барий

Стронций и варий
внутри структур-
ного Вещества

Эндост ВИН
Церий - очаговое
Периост отложение

Плутоний 8 периосте,
энбосте и трабе-
вупах кости

Мозговая полость

Рис. Х1.105. Отложение химических элементов в растущей
кости грызунов

Х1.107. При одинаковых размерах радиоактивных частиц и оди-
наковой их растворимости радиоактивный материал легче прони-
кает в кровь через органы дыхания, чем через пищеварительный
тракт. Это обстоятельство может быть объяснено различием меха-
низма проникания радиоактивных материалов в кровь через легкие
и через пищеварительный тракт. Однако количество радиоактив-
ного материала, попадающего в организм в результате вдыхания
зараженного продуктами ядерного распада воздуха, по-видимому,
оказывается относительно малым.

Х1.108. Причина этого заключается в том, что нос может от-
фильтровывать почти все частицы диаметром более 10 мк (0,001 см)
и около 95% частиц диаметром свыше 5 мк (0,0005 см). Вместе
с тем большинство частиц, заражающих внешнюю среду в течение
критического периода (периода наивысшей активности) ‚ т. е. в пер-
вые 24 часа после взрыва, будут иметь диаметр значительно больше
10 мк (см. $ [Х.125 и далее). Поэтому только небольшая доля нахо-
дящихся в воздухе радиоактивных материалов будет попадать

ДЕЙСТВИЕ ОСТАТОЧНОЙ ЯДЕРНОЙ РАДИАЦИИ 517

в легкие. При проникании частиц из альвеол в кровяное русло опти-
мальный их размер составляет 5 мк. Таким образом, вероятность
проникания в кровь радиоактивных веществ в результате вдыхания
продуктов ядерного распада является довольно низкой.

Х1.109. Абсорбция радиоактивных элементов через кишечный
тракт в значительной мере зависит от их растворимости. Радиоак-
тивные продукты ядерного распада, такие, как уран и плутоний,
встречаются в основном в форме окисей, многие из которых мало
растворимы в жидкостях организма. Однако окиси стронция и ба-
рия растворимы, благодаря чему они легко могут проникать в кровь
и далее в кости. Йод в основном также находится в растворимой
форме. Поэтому он быстро попадает в кровь и затем концентри-
руется в щитовидной железе.

Х1.110. Более важным фактором, чем тенденция отдельных эле-
ментов к прониканию в чувствительные к радиоактивности органы,
определяющим в основном опасность данного радиоактивного изо-
топа, является общая биологическая доза, излучаемая им в период
пребывания в организме (или чувствительном органе). Наиболее
важными показателями при определении величины этой дозы яв-
ляются масса и период полураспада (см. $ 1.49) радиоизотопа, при-
рода и энергия его излучений и время пребывания в организме. Это
время зависит от двух факторов: обычного периода полураспада
изотопа и так называемого биологического периода полувыведе-
ния. Последний представляет собой время, необходимое для того,
чтобы количество определенного элемента, находящегося в орга-
низме, уменьшилось наполовину в результате естественных (биоло-
гических) процессов выделения. Комбинация периода полураспада
и биологического периода полувыведения изотопа дает так назы-
ваемый период половинной эффективности, который представляет
собой время, необходимое для того, чтобы поражающее действие
находящегося в организме изотопа понизилось наполовину в ре
зультате как радиоактивного распада, так и естественного выведе-
ния. В большинстве случаев период половинной эффективности изо-
топа для организма в целом совпадает с таковым для специфиче-
ской ткани (или органа), в которой этот изотоп имеет тенденцию
концентрироваться.

Х1.111. Наибольшую потенциальную опасность при попадании
в организм представляют изотопы с коротким периодом полурас-
пада и относительно длительным периодом биологического полувы-
ведения. Изотоп с коротким периодом полураспада будет давать
более интенсивное излучение, чем такая же масса другого изотопа
даже того же самого элемента, но имеющего более длительный пе-
риод полураспада. Длительный биологический период полувыведе-
ния означает, что радиоактивный материал будет медленно выде-
ляться из организма. Так, например, обычный йод имеет биологиче-
ский период полувыведения, равный примерно 180 дням, так как он
быстро поглощается щитовидной. железой и медленно освобож-

518 ДЕЙСТВИЕ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА НА ЛЮДЕЙ

дается из ее ткани. Радиоактивный изотоп йода — йод-131 — имеет
период полураспада только 8 дней. Следовательно, если достаточ-
ное количество этого изотопа поступит в кровяное русло, может
возникнуть серьезное поражение щитовидной железы. Следует от-
метить, что, кроме поражающего действия, проявляющегося немед-
ленно, радиоактивный материал, даже если он обладает коротким
периодом половинной эффективности, может вызывать поражения,
которые проявятся только по истечении некоторого времени.

Х1.112. Опасные радиоактивные изотопы, содержащиеся в про-
дуктах ядерного распада, кроме радиоактивного йода, делятся на
две группы. В первую и имеющую большее значение группу входят
стронций-89, стронций-90 и барий-140. Ко второй группе относятся
редкоземельные элементы, в частности церий-144 и химически по-
добный ему иттрий-91. Как указывалось выше, эти элементы легко
отлагаются в костях, где излучаемые ими бета-частицы и гамма-
лучи могут вызвать повреждения кроветворных тканей и образова-
ние опухолей.

Х1.113. Потенциально опасным изотопом, присутствующим
в продуктах ядерного распада, является также плутоний-239, излу-
чающий альфа-частицы. Плутоний-239 имеет длительный период
полураспада (24000 лет), а также длительный биологический пе-
риод полувыведения (более 100 лет); Отсюда следует, что если этот
изотоп отложился в организме — в основном на определенных по-
верхностях кости (рис. Х1.105),— его’ количество и активность сни-
жаются очень медленно. Несмотря на короткий пробег в тканях,
длительное воздействие альфа-частиц может вызвать значительное
поражение. Как известно, радий, который в этом отношении очень
схож с плутонием, действуя в достаточных количествах, вызывает
некроз и костные опухоли, а также анемию, приводящую к смерти.

‚ Х[.114: Стронций, барий и плутоний, кроме концентрации в кост-
ной ткани, кумулируются в некоторых количествах также в печени
и селезенке. Изотопы редкоземельных элементов тоже отлагаются
в печени и в меньшей степени в селезенке. Однако многие радиоак-
тивные изотопы из печени легко выделяются. Интересно отметить,
что почки страдают от радиации мало, несмотря на то, что через
них проходят в процессе выделения большие количества радиоак-
тивного материала. Уран вызывает поражение почек, но скорее как
химический яд, а не как радиоактивный элемент.

Опасность попадания в организм продуктов ядерного распада

Х1.115. После взрывов атомных бомб в Японии количество вы-
павших продуктов ядерного распада было весьма незначительным,
что не позволило получить какие-либо данные о проникании этих
продуктов внутрь организма и воздействии их на ткани. Однако
после случая заражения радиоактивными веществами жителей
Маршалловых островов, имевшего место в марте 1954 г., были полу-

о

ДЕЙСТВИЕ ОСТАТОЧНОЙ ЯДЕРНОЙ РАДИАЦИИ 519

чены данные, представлявшие значительный интерес. Так как жи-
тели островов не имели представления об опасности, связанной с
выпадением продуктов ядерного распада, то многие из них в тече-
ние двух или более дней ели зараженную пищу и пили зараженную
воду из открытых водоисточников.

Х1.116. Радиоактивные вещества проникали в организм главным
образом через желудочно-кишечный тракт и в меньшей мере через
органы дыхания, так как из воздуха они оседали относительно бы-
стро, а зараженные пища, вода и домашняя утварь использовались
длительное время. Это было подтверждено также в результате об-
следования животных и птиц (в частности, свиней и кур). Многие
животные и птицы были вскрыты вскоре после взрыва. При этом их
желудочно-кишечный тракт и печень имели большую радиоактив-
ность, чем легкие.

Х1.117. Определяя при помощи радиохимического анализа мочи
количество радиоактивных веществ, выделявшихся у жителей Мар-
шалловых островов, можно было исчислять примерное количество
этих веществ, отложившихся в организме. Таким путем было уста-
новлено, что вначале главную опасность для организма представ-
лял йод-131, действие которого, однако, быстро прекращалось бла-
годаря относительно короткому периоду полураспада (8 дней).
Примерно то же самое относится и к барию-140 (период полурас-
пада около 13 суток). Действие изотопов стронция было более дли-
тельным. Они имеют не только более продолжительный период по-
лураспада, но и относительно длительный биологический период
полувыведения.

Х1.118. Было установлено, что в организме задерживаются в зна-
чительных количествах только йод, стронций, барий и редкоземель-
ные элементы. Все другие продукты ядерного распада не имеют
большого значения ввиду краткости периода половинной эффектив-
ности, слабой растворимости их окислов или относительно больших
размеров выпадающих частиц. а

ХГ.119. В организме наиболее сильно зараженных жителей Мар-
шалловых островов не было отмечено большого отложения радио-
активных веществ; при этом их количество относительно быстро сни-
зилось через два или три месяца. Активность изотопов стронция
снижалась несколько медленнее, чем активность других радиоак-
тивных изотопов благодаря более длительным периодам их полу-
распада и биологического полувыведения, а также тенденции отла-
гаться в костях. Несмотря на это, даже стронций не мог рассматри-
ваться во всех случаях обследования как опасный источник вну-
треннего излучения. Через 6 месяцев после взрыва моча большей
части пострадавших содержала только едва поддающиеся опреде-
лению количества радиоактивного материала.

Х1.120. Несмотря на то, что на Маршалловых островах условия
жизни населения благоприятствовали максимальному заражению
запасов пищи и воды, а сами жители не принимали каких-либо мер

590 ДЕЙСТВИЕ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА НА ЛЮДЕЙ

для своей защиты, количество пораженных в результате попадания
радиоактивных веществ внутрь организма было невелико. Нет ни-
каких сомнений в том, что опасность поражения радиоактивными
веществами (особенно с коротким периодом полураспада) в резуль-
тате попадания их в организм значительно меньше по сравнению
с опасностью поражения от воздействия внешнего излучения. Если
принимать разумные меры защиты, как это будет описано в гла-
ве ХИП, то возможность таких поражений, по всей вероятности, мо-
жет быть значительно снижена.

Опасность попадания в организм стронция-90

Х1.121. Кроме рассмотренного выше длительного воздействия
радиоактивного материала, попадающего в организм с воздухом,
пищей и водой и соответственно из него выделяющегося, о чем
пока что известно очень мало, имеются некоторые соображения,
связанные с действием долгоживущего стронция-90. По-види-
мому, ввиду того, что один из предшественников стронция-90, а
именно: криптон-90, является газом, начальные продукты деления,
особенно те, которые быстро выпадают, содержат малое количество
изотопа стронция. Во всяком случае, если судить по опыту, получен-
ному на Маршалловых островах, вероятность того, что стронций бу-
дет попадать в организм и отлагаться в нем в результате вдыхания
или введения в желудочно-кишечный тракт частичек радиоактив-
ного выпадения, невелика. Однако более важным является возмож-
ность попадания в организм стронция-90 с различной пищей в те-
чение длительного периода после взрыва.

Х1.122. Как отмечено в главе Х, стронций-90 и другие продукты
ядерного распада, которые в виде очень малых частичек выбрасы-
ваются при взрыве в стратосферу, в конце концов оседают на
землю. Стронций затем может попасть в организм человека глав-
ным образом с молоком и молочными продуктами. Ввиду медлен-
ного выделения из организма стронция-90, период полураспада ко-
торого составляет примерно 28 лет, он будет накапливаться в ко-
стях. При значительном накоплении его в организме могут возник-
нуть поражения, подобные тем, которые вызываются большими ко-
личествами радия и плутония (см. $ Х1.113).

ГЕНЕТИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ЯДЕРНОЙ РАДИАЦИИ
Спонтанные и наведенные мутации 3

Х1.123. Генетическое воздействие излучения носит долговремен-

ный характер; результаты его не проявляются у подвергшихся об-

| лучению немедленно, однако у будущих поколений могут быть за-
` метные последствия. Изменения генетического аппарата под воз-
действием ядерного излучения отличаются от большинства других
изменений тем, что они, по-видимому, кумулируются и не зависят

В сильной степени от дозы однократного облучения. Другими сло-

|

|

р

> а а ма о. м

ГЕНЕТИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ЯДЕРНОМ РАДИАЦИИ 521

вами, характер генетических изменений в результате облучения за-
висит от суммарной дозы радиации, Полученной данным индивиду-
умом, а не от того, является ли облучение кратковременным или
долговременным. Таким образом, поскольку это касается генетиче-
ских изменений, не имеет большого значения, является ли облуче-
ние хроническим или острым.

Х1.124. Механизм наследственности, который в основном одина-
ков у всех размножающихся половым путем животных, включая
человека, схематически представляется в следующем виде: ядра
всех делящихся клеток содержат определенное число нитевидных
образований, называемых хромосомами, которые видны под микро-
скопом. Считается, что эти хромосомы дифференцируются по всей
длине на тысячи отличающихся друг от друга единиц, называемых
«генами». Хромосомы и гены существуют в любой ‘клетке орга-
низма, но с точки зрения генетики (или наследственности) значение,
имеют только те из них, которые находятся в половых клетках вос-`
производящих органов.

Х1.125. Клетки человеческого организма нормально содержат
48 хромосом, образующих два подобных (но не идентичных) на-
бора по 24 хромосомы в каждом '. Один из этих наборов наследуется
от матери, из клетки яйца, продуцируемого яичниками, а другой —
от отца, из клетки спермы, продуцируемой яичками. У индивиду-
ума, развивающегося в результате слияния половых клеток, хромо-
сомы и гены, как правило, дублируются без изменений.

Х1.126. Отклонение от нормального процесса передачи наслед-
ственных признаков, когда вместо полного дублирования хромосом
один или большее число генов претерпевают изменение, встречается
в редких случаях. Это изменение, называемое мутацией, приобре-
тает постоянный характер, так как мутантный ген воспроизводится
в своей видоизмененной форме. Если мутация произошла в обыч-
ной клетке организма, это может оказать некоторое воздействие на
данного индивидуума, однако связанные с мутацией изменения по
наследству передаваться не будут. Если же мутация произошла в
половой клетке любого из родителей, последующие поколения при-
обретут новые характерные признаки. Мутации, происходящие
естественным путем, без каких-либо явных причин или вмешатель-
ства человека, называются спонтанными мутациями.

Х1.127. Непосредственный интерес представляет тот факт, что
частота мутаций может быть повышена различными искусствен-
ными путями, одним из которых является воздействие радиации на
половые железы. Действие излучения на воспроизводительные
органы изучалось на различных насекомых и млекопитающих, при-
чем оно, несомненно, имеет значение и для человека. Мутация ге-
нов, вызванная облучением, качественно не отличается от спонтан-

1 Согласно новейшим данным, количества хромосом могут составлять соот-
ветственно 46 и 23.

522 ДЕЙСТВИЕ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА НА ЛЮДЕЙ

ной мутации; практически их невозможно различить. Однако в
связи с воздействием излучения повышается частота мутаций.

Х1.128. Все гены обладают способностью быть или доминант-
ными (господствующими) или рецессивными (подавленными). Если
ген является доминантным, то соответствующий признак, носителем
которого он является, будет воспроизводиться в потомстве, даже
при отсутствии этого гена в половой клетке одного из родителей.
С другой стороны, для появления характерного рецессивного при-
знака в следующем поколении необходимо, чтобы соответствующие
рецессивные гены присутствовали в половых клетках обоих роди-
телей. Таким образом, рецессивный ген может быть скрытым у ряда
поколений, пока не возникнут условия для объединения половых
клеток обоих родителей, каждая из которых будет содержать этот
специфический ген.

Х1.129. Новые мутации, возникающие спонтанно или под дей-
ствием радиации, как правило, являются рецессивными. Несмотря
на это, мутантный ген, по-видимому, редко бывает полностью ре-
цессивным, и некоторые из носимых им признаков могут про-
явиться в следующем поколении, даже если этот специфический ген
наследуется только от одного из родителей. Далее, в большинстве
случаев новые признаки, возникающие в связи с мутацией, яв-
ляются отрицательными. Несомненно также, что некоторые измене-
ния, связанные с мутацией, имеют положительный характер, однако
они проявляются только в медленном процессе биологической эво-
люции.

ХГ.130. Отрицательные признаки, возникающие в результате
мутации, могут быть мало заметными, выражаясь, например, в по-
вышенной подверженности заболеваниям или в сокращении на
несколько месяцев продолжительности жизни, и серьезными, приво-
дящими к гибели плода в утробном состоянии или к рождению не-
способного к размножению потомства. Таким образом, индивиду-
умы, несущие в себе мутантные гены, ставятся в невыгодное поло-
жение относительно остальной части населения, в особенности в том
отношении, что им суждено иметь меньшее количество детей или
умереть раньше других людей. Отсюда очевидно, что эти гены бу-
дут иметь тенденцию устраняться из населения. При этом ген, несу-
щий более отрицательные признаки, будет устранен быстро, так как
только небольшое количество индивидуумов, несущих такие гены,
доживет до периода размножения. С другой стороны, мутантный
ген, имеющий менее отрицательные признаки, может удерживаться
и причинять (хотя и меньший) вред значительному числу индивиду-
умов гораздо более продолжительное время.

Мутация и доза излучения

Х1.131. Эксперименты с различными животными показали, что
частота мутаций в результате облучения приблизительно пропор-
циональна суммарной дозе радиации, поглощенной воспроизводи-

ыы о

яя я3-

ПАТОЛОГИЯ РАДИАЦИОННЫХ ПОРАЖЕНИЙ 593

тельными органами родителей от начала их развития до момента
зачатия потомства. Отсюда видно, что любое количество излуче-
ния, как бы оно мало ни было, ведет к увеличению частоты мута-
ций. Величина отдельной дозы облучения или длительность воздей-
ствия радиации в данном случае имеет небольшое значение,
поскольку решающим моментом является суммарная доза облу-
чения, воспринятая воспроизводительными органами. Однако не-
обходимо подчеркнуть, что степень вредности той или иной мута-
ции не будет обязательно пропорциональна этой суммарной дозе
облучения. При большой дозе мутации будут такими же по своему
характеру, как и при малой дозе облучения. Однако их частота в
первом случае значительно возрастет.

Х1.132. При рассмотрении возможных генетических последствий
применения ядерного оружия необходимо учитывать, во-первых,
последствия воздействия первичной и остаточной радиации, про-
являющейся после взрыва, и, во-вторых, результат медленной ак-
кумуляции стронция-90 (а также других продуктов ядерного ‘рас-
пада) в организме. Из этих двух аспектов первый, безусловно,
является более важным. По расчетным данным, для увеличения
количества мутаций среди населения вдвое необходимо, чтобы вос-
производительные органы каждого индивидуума дополнительно
к естественной радиоактивности (см. $ [Х.41) подверглись бы об-
лучению в дозе от 30 до 80 р до момента зачатия потомства. Про-
порционально большая доза, приходящаяся на меньшую группу
населения, оказала бы примерно такое же воздействие на частоту
мутаций и их конечные последствия.

Х1.133. С другой стороны, можно ожидать, что генетические по-
следствия действия стронция-90 будут весьма малыми. Этот изотоп
имеет тенденцию аккумулироваться в костях, и так как он испу-
скает бета-частицы, а не гамма-лучи, то излучение, достигающее
воспроизводительные органы, будет иметь малое поражающее дей-
ствие. В равной степени это будет относиться и к другим продук-
там ядерного распада, которые могут отлагаться в костной или
прочих тканях.

ПАТОЛОГИЯ РАДИАЦИОННЫХ ПОРАЖЕНИЙ!

Чувствительность тканей к излучению

ХГ.134. Приведенные выше данные касались в основном общего
поражающего действия радиации и общих симптомов лучевых по-
ражений. Однако даже изменения в крови косвенно связаны с дей-
ствием ядерного излучения на костный мозг и лимфатическую
ткань. Поэтому необходимо вкратце рассмотреть патологические
изменения, вызываемые излучением в отдельных органах и тканях.

1 Этот раздел при чтении данной главы может быть опущен,

524 ДЕЙСТВИЕ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА НА ЛЮДЕЙ _

Х1.135. Поражающее действие излучений, несомненно, связано
с изменениями в отдельных клетках. Характер этих изменений, вы-
явленных к настоящему времени, изложен в $ Х1.45. Следует от-
метить, что различные виды клеток реагируют на облучение по-
разному. Так, быстро размножающиеся и регенерирующие клетки
являются более чувствительными к радиации, чем клетки, находя-
щиеся в состоянии покоя. Одним из наиболее сильно выраженных
последствий облучения является резкое снижение или даже полное
прекращение деления клеток (митозов), в органах, которые нор-
мально находятся в состоянии непрерывной регенерации.

Х1.136. По степени чувствительности к радиации различные
ткани можно расположить в следующем порядке: лимфоидная
ткань и костный мозг, эпителиальная ткань (яички и яичники,
слюнные железы, кожа и слизистые оболочки), эндотелиальные
клетки кровеносных сосудов и брюшины, соединительная ткань,
костная ткань, мышечная ткань и, наконец, дифференцированные
(специализированные) нервные клетки. Следует отметить, что не-
которые нервные клетки с малой дифференциацией, особенно нерв-
ные клетки эмбрионов, довольно чувствительны к излучению.

Лимфоидная ткань

Х1.137. Лимфоидная ткань — это ткань, характерная для лим-
фатических желез, миндалин, селезенки и некоторых участков вну-
тренней оболочки кишок. Так называемые лимфатические железы,
расположенные в различных частях организма, представляют со-
бой сеть из соединительной ткани, в ячейках которой находятся
лимфоидные клетки. Достигнув зрелого состояния, эти клетки уно-
сятся лимфатической жидкостью, протекающей через железы, и
становятся лимфоцитами, являющимися одним из видов белых
кровяных клеток (см. $ Х1.77). Как указано в предыдущем пара-
графе, лимфоидная ткань наиболее чувствительна к радиоактив-
ному излучению.

Х1.138. Под воздействием излучения лимфоидные клетки приоб-
ретают патологические изменения или гибнут. Микроскопическим
исследованием облученных клеток установлены характерные от-
клонения от нормального состояния. Дегенерация лимфоидной
ткани, включая образование атипичных клеток, представляла собой
характерное явление для жертв атомной бомбардировки в Японии.
В результате нарушения процесса образования клеток происходит
снижение в крови числа лимфоцитов, которые, как и вырабаты-
вающая их лимфоидная ткань, могут также повреждаться от дей-

ствия излучения. Если существенного снижения количества лим-

фоцитов в крови не наблюдается в первые 72 часа после облуче-

ния, можно считать, что доза облучения была слишком малой и
не имела поражающего действия.

ПАТОЛОГИЯ РАДИАЦИОННЫХ ПОРАЖЕНИЙ 595

Х1.139. Лимфоидная ткань, поврежденная излучением, имеет
тенденцию к отеканию, т. е. набуханию благодаря накоплению
серозной жидкости. У пострадавших от атомного нападения в Япо-
нии очень часто отмечалось истощение лимфатических желез, мин-
далин и лимфоидных включений во внутренних органах.

Костный мозг

Х1.140. Поскольку ббльшая часть клеток, составляющих кровь,
кроме лимфоцитов, вырабатывается в костном мозгу, высокая чув-
ствительность ткани костного мозга к радиации имеет важное зна-
чение. При нормальных условиях зрелые кровяные клетки поки-
дают костный мозг, попадают в кровяное русло и циркулируют
в крови определенный период, пока не будут разрушены в резуль-
тате естественных процессов. Чем короче срок жизни специфиче-
ского типа кровяных клеток, тем быстрее уменьшается их количе-
ство в крови в результате облучения организма. Красные кровя-
ные клетки, имеющие самый продолжительный срок жизни, меньше
всего снижают свою численность после облучения (см. $ Х1.80).

Х1.141. В костном мозгу вскоре после облучения появляются
резкие изменения. Кроветворная ткань прекращает свою деятель-
ность. В некоторых случаях при тяжелых поражениях в Японии
было установлено, что вместо гранулоцитов вырабатываются эле-
менты, напоминающие плазматические клетки. Для многих лиц,
умерших от лучевой болезни через три-четыре месяца после облу-
чения, была характерна сильная атрофия костного мозга. В неко-
торых случаях отмечались факты, указывающие на наличие реге-
неративных процессов. Иногда нормальный костный мозг заме-
щался желатинистым отложением.

Органы размножения

Х1.142. При патологоанатомическом исследовании мужчин,
умерших в результате воздействия радиации, почти во всех слу-
чаях обнаруживались глубокие изменения в яичках. Даже при
смерти на 14-й день после облучения, когда крупные изменения
еще не успевали развиться, микроскопическими исследованиями
обнаруживались дегенеративные процессы в тех слоях эпителия,
из которых развиваются сперматозоиды. В клетках, в частности,
отсутствовали нормальные процессы деления.

Х1.143. Хотя яичники также весьма чувствительны к излучению,
очевидные изменения в этих органах у японских женщин, по-види-
мому, были менее резкими, чем изменения в яичках у мужчин.
За исключением кровоизлияний, характерных для всех подверг-
шихся облучению, значительных изменений макро- или микроско-
пического характера не отмечалось. У женщин, оставшихся в жи-
вых, часто нарушался процесс овуляции (выход яйцеклеток) и свя-

526

ДЕЙСТВИЕ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА НА ЛЮДЕЙ

занный с ним менструальный цикл. Наблюдались временное пре-
кращение менструаций, учащение случаев спонтанных абортов и
преждевременных родов, а также увеличение смертности среди бе-
ременных женщин. Перечисленные явления варьировали по тяже-
сти пропорционально расстоянию от эпицентра взрыва, на котором
находились пострадавшие.

Х1.144. В связи с изменениями воспроизводительных органов
под действием радиации следует отметить, что доза, необходимая
для стерилизации человека, находится в пределах от 450 до 600 р.
Эта доза при общем облучении в большинстве случаев оказалась
бы смертельной. Временная стерильность, как видно из данных,
полученных в Японии, может наблюдаться и при меньших дозах
облучения. В некоторых случаях функция воспроизводительных
органов не восстанавливалась, что, возможно, было связано не
только с облучением, но и с другими причинами, например бо-
лезнью или недостаточным питанием. Многие из подвергшихся воз-
действию существенных доз радиации, как отмечалось, впослед-
ствии имели, по-видимому, вполне нормальных детей.

Выпадение волос

ХГ.145. Эпиляция (выпадение волос) главным образом на го-
лове была обычным явлением для японцев, оставшихся в живых
по истечении двух недель с момента взрыва. Максимальное выпа-
дение волос отмечалось между 13-м и 14-м днями как у мужчин,
так и женщин. Волосы внезапно начинали выпадать пучками при
расчесывании или даже самопроизвольно. Это явление продолжа-
лось в течение одной-двух недель и затем прекращалось.

ХГ.146. Во многих случаях эпиляция напоминала обычное облы-
сение, начинаясь со лба и переходя на теменную и затылочную
части головы. Волосы из бровей и бороды и в особенности рес-
ницы выпадали в значительно меньшей степени. Среди небольшой
группы японцев (которая, может быть, и не является типичной)
69% потеряли волосы на голове, 12% — под мышками, 10% — на
лобковой области, 6% — из бровей и 3% — из бороды. При тяже-
лых поражениях рост волос возобновлялся через несколько меся-
цев, и ни в одном случае эпиляция не носила необратимого ха-
рактера.

Желудочно-кишечный тракт

Х1.147. Слизистая оболочка желудочно-кишечного тракта япон-
цев, подвергшихся воздействию излучения, находилась в числе
первых тканей, в которых были обнаружены значительные изме-
нения. Даже до появления кровоизлияния и связанных с ним
явлений отмечалось набухание, изменение цвета и утолщение сли-
Зистой оболочки слепой кишки и толстых кишок. Особенно силь-

ПАТОЛОГИЯ РАДИАЦИОННЫХ ПОРАЖЕНИЙ 527

ные поражения имели участки лимфоидной ткани. У многих япон-
цев наблюдалось набухание и поверхностное, а затем более глу-
бокое изъязвление слизистой оболочки кишечного тракта. Образо-
вавшиеся язвы покрывались слизистыми пленками, а слизистая
оболочка кишечника в целом несколько напоминала таковую при
бактериальной дизентерии.

Х1.148. Вскрытие после смерти обычно обнаруживало у умер-
ших спустя 3—4 недели после облучения воспаление кишок и
в отдельных случаях желудка. На ранних стадиях поражались
только тонкие кишки, но позднее патологический процесс отмечался
и в толстом кишечнике, на всем его протяжении. Утолщение
стенок кишок и образование слизистых пленок напоминало анало-
гичные процессы при бактериальной дизентерии. В основе этих
изменений, по-видимому, лежит некроз ткани, являющийся резуль-
татом облучения, понижения местной сопротивляемости и ухудше-
ния кровоснабжения. Под микроскопом особенно заметными были
изменения, которые выражались в набухании тканевых клеток и
отсутствии в пораженных тканях инфильтрации лейкоцитов.

Кровотечения и инфекция

Х1.149. В тканях мочевого тракта, мышцах и всех других мяг-
ких тканях отмечались кровоизлияния размерами от булавочного
укола до нескольких сантиметров в диаметре. Эти кровоизлияния
заслуживали внимания, поскольку степень их интенсивности явВ-
ляется показателем характера и тяжести поражений. Если крово-
излияния возникают в таких важных органах, как сердце, легкие
или мозг, их последствия могут быть гибельными. Влияние крово-
излияния на функцию органа зависит от размеров кровоизлияния
и его дислокации в тканях данного органа. Некоторые кровоизлия-
ния обнаруживаются в результате обследования пострадавшего;
так, например, можно выявить кровоизлияния в полости рта, носа
и горла, в глазу или в мочевом тракте. Значительные кровоизлия-
ния могут возникнуть в мочевых канальцах почек, в мочеточниках
и в мочевом пузыре.

Х1.150. Кровоизлияния, нарушающие целостность зараженного
бактериями поверхностного слоя эпителия, могут привести к ряду
других последствий. Потерявшие жизнеспособность ткани не обла-
дают сопротивляемостью к воздействию микробов и могут стать
идеальной средой для их размножения. В этом случае большой
вред приносят даже те микроорганизмы, которые в обычных усло-
виях опасности не представляют и, как правило, обнаруживаются
в пишеварительном тракте и на коже. Микробная инвазия у пора-
женных излучением способна привести к серьезному местному
разрушению ткани или вызвать общее заражение в результате попа-
дания микробов в кровяное русло. Вследствие малой сопротивляе-
мости микробам на любой части тела могут образоваться фурун-

С

59 ДЕЙСТВИЕ ЯДЕРНОГО ВЗРЫВА

кулы и нарывы. Однако эти поражения имеют локальный характер
и поэтому менее опасны.

Х1.151. Изменения в глотке больного лучевой болезнью могут
иметь сходство с поражениями, характерными для отравления хи-
мическими ядами, действующими преимущественно на костный
мозг и ретикуло-эндотелиальную систему '. В других случаях эти
изменения могут напоминать таковые при некоторых заболеваниях
крови, связанных с отсутствием в циркулирующей крови грануло-
цитов (агранулоцитоз). При лучевой болезни процесс изъязвления
иногда распространяется на язык, десны, слизистую оболочку по-
лости рта, губы и даже на кожу лица. Изъязвления могут появ-
ляться независимо от наличия кровоизлияния. Такие же изменения
могут возникнуть также по ходу всего желудочно-кишечного
тракта. В легких может развиваться пневмония, которая отличает
ся от других видов пневмоний тем, что при ней почти полностью
отсутствует инфильтрация пораженных тканей легкого белыми
кровяными клетками.

—_

' Ретикуло-
бождая в. система играет в организме защитную роль, осво-
Прим. ред.) довитых веществ и участвуя в выработке иммунитета.

\.

ГЛАВА ХПИ
МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРОТИВОАТОМНОЙ ЗАЩИТЕ

ВВЕДЕНИЕ
Виды противоатомной защиты

ХП.1. В предыдущих главах настоящей книги было рассмо-
трено поражающее действие ядерного взрыва, которое включает
в себя разрушение сооружений и поражение людей, вызываемые
воздействием распространяющейся в воздухе, грунте или воде
ударной волны, а также воздействием светового излучения, началь-
ной и остаточной радиации. В этой главе будет сделана попытка
сформулировать ряд положений, которые следует учитывать при
планировании мероприятий по противоатомной защите. Проблема
противоатомной защиты является сложной, так как она охваты-
вает не только собственно защиту от поражающих факторов ядер-
ного взрыва, но также методы и эффективность системы оповеще-
ния и мероприятия экономического, социального и психологиче-
ского характера.

ХИ.9. Выше была дана достаточно подробная характеристика
поражающих факторов ядерного взрыва. Однако при планирова-
нии мероприятий по противоатомной защите возникает столь много
непредвиденных обстоятельств, что не представляется возмож-
ным сделать точный анализ какой-либо конкретной обстановки.
Наиболее очевидными переменными величинами являются точка
прицеливания для поражения данного объекта, тротиловый экви-
валент ядерного заряда, высота и тип ядерного взрыва, неточности
бомбометания, топографические особенности района взрыва, а
также метеорологические условия.

ХИ.3. Вообще существуют два принципа противоатомной за-
щиты, которые можно кратко сформулировать при помощи двух
слов: расстояние и укрытие. Другими словами, необходимо либо
оказаться в зоне недосягаемости воздействия поражающих факто-
ров ядерного взрыва, либо предпринять меры защиты, оставаясь
в пределах радиуса действия этих поражающих факторов. Первый
принцип, т. е. принцип расстояния, определяет принятое в системе
гражданской обороны понятие эвакуации населения из районов

34 Действие ядерного оружия,

й

——=

530

МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРОТИВОАТОМНОЙ ЗАЩИТЕ

вероятного атомного нападения '. При любом рассмотрении во-
проса об эвакуации данная книга может служить лишь в качестве
пособия, определяющего значение безопасного расстояния от
центра взрыва для эвакуируемого населения. Не следует забывать
и о том, что проблема эвакуации чрезвычайно затрудняется в слу-
чае выпадения радиоактивных веществ из радиоактивного облака,
которое создает опасность поражения людей на большом расстоя-
нии от зоны непосредственных разрушений. Поэтому в этой главе
будут рассмотрены лишь некоторые вопросы, входящие в понятие
«укрытие», которое равнозначно понятиям «убежище» или «защит-
ное сооружение».

ХП.4. Сама по себе проблема защиты посредством сооруже-
ния соответствующих укрытий является довольно сложной. Однако
она не настолько сложна, как это может казаться вначале при
рассмотрении многих поражающих факторов ядерного взрыва,
перечисленных в $ ХП.1. Во многих случаях мероприятия, направ-
ленные на защиту от воздействия ударной волны и пожаров, могут
содействовать также уменьшению опасности поражения людей
световым излучением и ядерной радиацией.

ХП.5. Для предохранения людей от ожогов, возникающих в ре-
зультате воздействия светового излучения, необходимо в первую
очередь обеспечить защиту от непосредственного воздействия это-
го излучения и, кроме того, не допускать скопления легко воспла-
меняющихся предметов и окрашенных в темный цвет материалов,
особенно вблизи окон. Единственным известным средством защиты
от гамма-излучений и потока нейтронов, входящих в состав ядер-
ной радиации, является устройство сооружений с достаточно тол-
стым слоем защитного материала, который смог бы предохранить
человека от воздействия поражающих факторов ядерного взрыва
как в зоне самого взрыва, так и в зоне возможного выпадения
радиоактивных частиц из радиоактивного облака. Использование
бетона в качестве строительного материала позволит уменьшить
не только разрушающее действие ударной волны воздушного и на-
земного взрывов, но и в значительной степени снизит опасность
поражения ядерным излучением. При этом поверх бетона рекомен-
дуется насыпать дополнительное земляное покрытие.
== ХИ.6. С точки зрения механических разрушений проблема со-
оружения зданий, способных противостоять воздействию ударной
волны, образующейся при ядерном взрыве, несколько отличается
от такой же проблемы, возникающей при взрыве обычного фугас-
ного заряда. Взрыв бомбы, снаряженной тротилом, обычно вызы-
вает такое разрушение здания, при котором оно распадается на

части, а при ядерном взрыве сооружение рушится или смешается

' Проблема эвакуации рассматривается в следующих изданиях Федеральной
администрации гражданской обороны: ТМ-27-1 «Ргоседиге {ог Еуасиайоп та!
Ис Моуетеп 541 1е5»; ТВ-27-1 «ЕуасиаНоп о! С1УЙ РоршШаНопз ш СМИ Ре[епзе
Етегрепс!ез»; ТУ-27-2 «Еуасиайоп Сеск [1{».

ВВЕДЕНИЕ
—— 531

——_—_—____

как единое целое. По ср
я авнению со взрыв б

_ботико ь " рывом обычного
ре ое взрыве освобождается во много раз большее ыы
о ‚ которое обусловливает больший период времени =.
ест. Вы волны, вследствие чего характер воздействия удар
ого взрыва значител

о льно отличается от ха

ак

ра та волны при взрыве обычного заряда же т
.7. Другим важным отличием последствий ядерного взрыва

и в районе эпицентра
ным нападением и после него (расстоя-
ескими кругами равно 305 м)

Рис. ХН.7. Часть города Нагасак
взрыва перед атом
ние между концентрич

34*

539 МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРОТИВОАТОМНОЙ ЗАЩИТЕ

от последствий обычного взрыва является большая площадь рав-
рушений, наблюдаемая в первом случае. Даже бомбы с тротило-
вым эквивалентом 20 тыс. т, такие, например, какие были взо-
рваны над Японией, могут опустошить районы, имеющие пло-
щаль в несколько квадратных километров (рис. ХП.7). Взрыв
ядерного заряда с тротиловым эквивалентом в несколько милли-
онов тонн может разрушить район площадью до 258 км? и более.

Общие положения, касающиеся мероприятий
по противоатомной защите

ХП.8. Наиболее эффективным, но не обязательно наиболее
доступным на практике методом уменьшения опасности поражения
ядерным взрывом является рассредоточение объектов и постройка
подземных сооружений. Эти мероприятия не рассматриваются
в данной книге, однако здесь будут отмечены некоторые другие
меры, которые могут быть приняты с целью уменьшения числа че-
ловеческих жертв и материального ущерба, вызываемых ядерным
взрывом. Главная цель рассматриваемых в данной книге положе-
ний состоит в том, чтобы дать некоторые основные сведения, необ-
ходимые для планирования и осуществления защитных мероприя-
тий. Разработка этих мероприятий, а также вопросы, связанные
с распространением информации о них, являются функцией Феде-
ральной администрации гражданской обороны.

ХП.9. Наилучшие возможности для осуществления защитных
мероприятий ценой минимальных затрат предоставляются при
проектировании новых сооружений. Однако во многих случаях
в конструкцию существующих сооружений могут быть внесены
такие изменения, которые повысили бы их устойчивость и огнестой-
кость и обеспечивали бы лучшую защиту людей и материальных
ценностей от ядерного излучения. Например, степень разру-
шений от воздействия ударной волны можно уменьшить путем
усиления сооружения; такое усиление в первую очередь должно
быть рассчитано на противодействие боковым (горизонтальным)
нагрузкам. Опасность возникновения пожаров может быть умень-
шена, если принять меры для предотвращения скапливания сна-
ружи неукрытых воспламеняющихся материалов. И, наконец, не-
‘которую защиту от гамма-излучения и потока нейтронов может
обеспечить увеличение толщины стен здания.

ХП.10. В последующих разделах этой главы будет дан ряд реко-
мендаций в связи с проектированием новых и усовершенствова-
нием уже существующих зданий. Однако эти рекомендации будут
относиться главным образом к многоэтажным зданиям, предназна-
ченным для коммерческих, промышленных или административных
целей. Что же касается обычных жилых домов, то для усиления
всех частей, расположенных над фундаментом таких зданий, едва
ли что можно сделать, не производя неоправданных расходов. При

= а я

А ра оная ОМ Фа

ИХ ядерным
ге положе-
ения, необ-
‚ мероприя-

связанные
цией Феде

ВВЕДЕНИВ 533

небольших затратах можно, однако, существенно усилить стены
подвалов, опорные элементы балок надподвального перекрытия, а
также самого перекрытия, а в самих подвальных помещениях
можно предусмотреть оборудование убежищ.

ХП.И. Ударная волна с максимальным избыточным давлением
порядка 0,14 кг/см? причинит значительные повреждения. Постройка
дома, рассчитанного на избыточное давление более 0,35 кг/см?,
потребует больших затрат; поэтому целесообразность строитель-
ства такого дома является сомнительной. Сооружения промыш-
ленного и стратегического значения можно строить с расчетом на
их сопротивляемость избыточному давлению порядка 1,75 кг/см?
или более лишь в том случае, если дополнительные затраты на
эти цели являются оправданными.

ХП.12. Перед тем как приступить к проектированию таких со-
оружений, необходимо задаться определенными условиями воздей-
ствия поражающих факторов, например величиной избыточного
давления ударной волны и мощности дозы начальной радиации,
от которых сооружение должно обеспечить защиту. Конечно, при
выборе типа сооружения неизбежно будет допускаться определен-
ный риск, так как при атомном нападении реальные условия,
определяемые величиной тротилового эквивалента ядерного заряда
и расстоянием от центра взрыва до сооружения, могут оказаться
более тяжелыми по сравнению с условиями, принятыми для про-
ектирования. Выход, пожалуй, состоит в том, чтобы строить на-
столько прочные сооружения, чтобы они могли выдержать избы-
точное давление ударной волны порядка 7 кг/см?. Однако такая
альтернатива вызывает необходимость осуществления ряда спе-
циальных мероприятий, характерных для подземного строитель-
ства. Эти мероприятия могут включать в себя полный переход
на искусственное освещение, кондиционирование воздуха, исполь
зование независимой системы энергоснабжения и ряд других мер
(см. $ ХП.52), обеспечивающих безопасное пребывание людеи
в подземных сооружениях. р

ХП.13. Для преобладающего большинства сооружении проект
должен одновременно учитывать обеспечиваемую ими степень за-
щиты от различных поражающих факторов ядерного взрыва, их
оперативно-тактическое значение, а также сложность и СТОИМОСТЬ
их постройки. При выборе так называемых практических условий
проектирования можно воспользоваться графиком, изображенным
на рис. ХП.13; на графике для различных значений тротилового
эквивалента и расстояний от эпицентра взрыва указаны опреде-
ленные величины максимального избыточного давления, скорост
ного напора и суммарной дозы начальной радиации и
и поток нейтронов). Количество световой энергии на гра ао
ветствует ожогам второй степени и началу воспламене
возгораемого материала.

Необходимо отметить, ‘что только самые прочные железобетон-

МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРОТИВОАТОМНОЙ ЗАЩИТЕ

20 000
|
$ |

10000 ь

| —
7000 |3 $
$ $
4000 © 1®
Ня
2600 ЮР э
| $
1000 ЭР з $

_ 1 ЕЕЕТ$

Е 2

3 4 У зГ $

5 ы Е $ $

: 18 &/ &

< 100 $ 81 &/ 55
ы $

Е $ |: 3/

ее $ $/$

З юз 8 </ | 5/® |

З $ 2/1 $ =

«< 70 $ & |-> $

© $ $ || © $/%

х $ 22 / % ; | а

о 40 ЗА и

З з $%/ 3/2

3 Я | 31/2

& ® &®/^

5 20 5 У & Е

Е э $$

Е ы УД

№ 34$ та

я 9: 7 ы
$$

ц $ К ей
5

й Е © |

5 0,32 0,64 1121.61 3,22 вудь 11,2516,09 32,2 6% 125 160,9
Росстояние от этищентра взрыва 8 ям

Рис. ХИ.13. Действие поражающих факторов воздушного
ядерного взрыва для различных значений тротилового экви-
валента и расстояний от эпицентра взрыва

ные здания смогут выдержать давление, равное 1,68 кг/см?; боль-

шинство же домов будет разрушено или сильно повреждено уже
} при избыточном давлении в 0,35 кг/см? (величины скоростного на-
пора, указанные на данном графике, представляют собой значения
горизонтальных составляющих для типичных воздушных взрывов).
Дозы радиации, равные 700 биологическим рентген-эквивалентам
(брэ), возможно, окажутся смертельными для большинства людей,
подвергшихся такому облучению.

сос

р

о Ч

СООРУЖЕНИЯ С ВЫСОКОЙ УСТОЙЧИВОСТЬЮ К ЯДЕРНОМУ ВЗРЫВУ 535

СООРУЖЕНИЯ С ВЫСОКОЙ УСТОЙЧИВОСТЬЮ К ДЕЙСТВИЮ ЯДЕРНОГО
ВЗРЫВА

Общие положения. Методы проектирования

ХП.14. При проектировании взрывоустойчивого сооружения не-
обходимо учитывать величину действующей на это сооружение
динамической нагрузки. Как указывалось в предыдущих главах
книги, эта динамическая нагрузка возникает внезапно; ее вели-
чина изменяется во времени и зависит от характеристик самой
ударной волны, а также от формы, размеров и прочности различ-
ных частеи сооружения. Методы определения реакции сооруже-
ния при действии на него динамической нагрузки технически отли-
чаются от обычных методов, применяемых при определении реак-
ции сооружения, возникающей от статических нагрузок (см.
гл. У).

ХП.15. Вообще существуют три основных аспекта, отличающих
метод проектирования взрывоустойчивых сооружений от метода
проектирования сооружений, находящихся под воздействием ста-
тических нагрузок. Во-первых, важным фактором является масса,
так как при смещении здания его масса оказывает влияние на ве-
личину ускорения. При всех прочих равных условиях более мас-
сивное сооружение лучше выдержит воздействие взрыва, чем менее
массивное. Во-вторых, многие строительные материалы, в том числе
сталь, бетон и даже древесина, проявляют повышенную прочность
под воздействием нагрузок, возрастающих с большой скоростью,
как это имеет место при воздействии ударной волны. Для быстро
нарастающих нагрузок предел текучести материала может быть
увеличен на 50% или более по сравнению с его величиной при на-
грузках, нарастающих с малой скоростью. В-третьих, при проекти-
ровании взрывоустойчивых сооружений с использованием матери-
алов, способных к упругим и пластическим деформациям, воз-
можно, а по экономическим соображениям даже целесообразно
допускать напряжения, лежащие за пределами упругости.

ХИ.16. Следует считать допустимым наличие в сооружении не-
которой степени остаточной деформации, которая не выводит его
из строя с точки зрения основного назначения сооружения. Хоро-
шим примером сооружений, в которых возможен большой допуск
остаточной деформации, являются здания промышленного типа
со стальным каркасом. ‘С другой стороны, эксплуатация здании,
используемых под учреждения, эксплуатация многоквартирных до-
мов и прочих построек, имеющих шахты для лифтов, перегородки,
двери, окна, а также различные скрытые коммуникации, может
быть нарушена при значительно меньшей величине остаточных

е | й ®
Е и а проектировании взрывоустойчивых сооружений не-
обходимо в первую очередь задаться параметрами ударной волны,
т, е. величиной максимального избыточного давления и скоростного

к. с

536 МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРОТИВОАТОМНОЙ ЗАЩИТЕ

—

напора, а также характером их изменения во времени. Эти фак-
торы зависят от мощности взрыва, вероятного расстояния от
центра взрыва до сооружения, а также от высоты взрыва. Так как,
возможно, ни одна из этих переменных величин не будет известна
заранее, принятые предпосылки в отношении допустимой величины
ударной нагрузки будут заключать в себе значительную долю не.
определенности. Выбор величины ударной нагрузки при проекти-
ровании сооружения должен основываться на правильном учете
соотношения между его стоимостью и степенью его важности.

ХП.18. После того как будет выбрана величина ударной на-
грузки, следует произвести динамический анализ проектируемого
сооружения с целью определения его прочности и максимальной
сопротивляемости, которые соответствуют предельной величине
разрушающей нагрузки или определенному пределу пластической
деформации. Этот предел будет определен на основе требований,
вытекающих из назначения сооружения. Величина критической де-
формации может быть ограничена до такого предела, при котором
еще не наступает разрушение сооружения, что обеспечивает защиту
находящихся в нем людей и материальных ценностей. Одним из
требований может явиться также возможность продолжения эк- :
сплуатации сооружения после взрыва с учетом обычных нагрузок.
Следующим шагом в проектировании будет составление специфи-
кации на отдельные элементы и узлы здания с целью обеспечения
требуемых прочности и жесткости.

ХП.19. Для точного предсказания поведения здания, в случае
если оно будет подвергнуто воздействию нагрузок ударной волны,
потребуется применение сложных методов проектирования и учета
действия динамических нагрузок, не используемых в обычном
строительном проектировании.

Строительные материалы

ХП.20. При выборе строительных материалов необходимо иметь
в виду, что энергия, поглощаемая сооружением в процессе пластиче-
ской деформации, может в значительной мере способствовать со-
противляемости этого сооружения динамическим нагрузкам. Хруп-
кие материалы, в том числе стекло, чугун и неармированная ка-
менная кладка, не могут выдержать напряжений, лежащих за пре-
делом упругости, без значительных повреждений в виде разрывов.
При разрушении данные материалы создают опасность поражения
людей летящими обломками, поэтому следует избегать применения
этих материалов (см. $ ХИ.35). С другой стороны, такие материа-
лы, как строительная сталь, железобетон и армированная камен-
ная кладка, могут подвергаться значительной пластической дефор- ‘

мации, не разрушаясь при этом и во многих случаях не теряя за-
метно своей прочности.

ечения

случае
ВОЛНЫ,
| учета
ЫЧНОМ

СООРУЖЕНИЯ С ВЫСОКОЙ УСТ‹

ЕЯ оВВОЙ, ›ИЧИВОСТЬЮ К ЯДЕРНОМУ ВЗРЫВУ

ХП.21. Железобетон как строительный материал имеет боль-
шие преимущества, так как он обладает характеристиками, кото-
рые желательны во взрывоустойчивых конструкциях. Большая
масса и медленная ответная реакция относительно тяжелых эле-
ментов конструкции, а также возможность достижения неразрыв-
ности в соединениях делают железобетон способным выдерживать
горизонтально направленные нагрузки. Бетон может применяться
для сооружения стен, рассчитанных на сопротивление нагрузкам
на сдвиг; сооружение. таких стен лишь не намного увеличивает
стоимость здания '. Однако массивность отдельных элементов зда-
ния может вызвать ряд возражений, хотя толстые бетонные стены
способствуют ослаблению радиации.

Типы взрывоустойчивых многоэтажных сооружений

ХП.22. Тип и устройство сооружения, проектируемого с учетом
его значительной сопротивляемости взрыву, будут в известной мере
определяться его назначением. Вообще способность здания проти-
востоять воздействию образующихся при взрыве горизонтальных
нагрузок повышается с увеличением прочности, жесткости, подат-
ливости и величины массы ограждающих и несущих элементов со-
оружения. Однако существуют также конструктивные формы, кото-
рые являются наиболее выгодными с точки зрения сопротивляемо-
сти ударным нагрузкам.

ХП.23. Если приходится мириться с наличием в существующих
зданиях сплошных и частично сплошных наружных и внутренних
поперечных стен, то при проектировании новых многоэтажных зда-
ний наиболее удовлетворительное и экономически приемлемое ре-
шение должно предусматривать железобетонную конструкцию со
стенами, сопротивляющимися нагрузкам на сдвиг. Прочность таких
зданий обусловливается главным образом наличием этих стен, об-
ладающих способностью к сопротивлению большим горизонталь-
ным нагрузкам. По сравнению с балками и колоннами эти стены
обладают такой жесткостью, что по существу вся передаваемая
зданию нагрузка воспринимается ими.

ХП.94. Там, где внутренние стены необходимы для противопо-
жарного барьера, для ограждения лестничных клеток или исполь-
зования в качестве перегородок, они должны проектироваться пре-
имущественно как стены, сопротивляющиеся нагрузкам на сдвиг.
Эти же стены можно использовать для воспринятия вертикальных
нагрузок, заменив, таким образом, каркасные конструкции, которые

1 Стены, рассчитанные на сопротивление нагрузкам ва —е в
стены (или перегородки), которые предназначены для восрна т т ати
ных нагрузок, направленных в плоскости стены, В ый ны Е ие ВЕ
ленных перпендикулярно плоскости стены. Конечно, эти ы и а фо

чаться для воспринятия также и боковых нагрузок НАБУ ЕОКУВтОр у

538

МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРОТИВОАТОМНОЙ ЗАЩИТЕ

обычно используются для этой цели. Однако при возведении несу-
щих стен и опорных элементов желательно избегать использо-
вания неармированного кирпича, камня или блоков, так как
они плохо выдерживают относительно малые горизонтальные на-
грузки.

ХИ.25. В том случае если назначение здания исключает нали-
чие сплошных (или почти сплошных) наружных стен, желательно
предусмотреть возведение на концах здания частично сплошных
стен, способных воспринимать нагрузки на сдвиг; эти стены будут
дополнять брандмауэры и перегородки стен, рассчитываемые также
на нагрузку на сдвиг. Это позволит использовать легкие колонны,
воспринимающие вертикальные нагрузки, для остальной части зда-
ния. Значительная степень сопротивляемости воздействию взрыва
может быть достигнута даже в том случае, если стены, рассчитан-
ные на нагрузку на сдвиг, будут использоваться только для огра-
ждения лестничных клеток, шахт лифтов, водопроводных линий и
других трубопроводов.

ХП.26. Наличие оконных проемов и легких панелей стенового
заполнения может иметь некоторые преимущества. При взрыве
окна и легкие перегородки быстро разрушатся, не оказывая суще-
ственного сопротивления. В результате уменьшения эффективной
площади сопротивления еще до возникновения заметной деформа-
ции произойдет снижение величины динамической нагрузки. Од-
нако, несмотря на полезность этих проемов в том смысле, что они
уменьшают степень повреждения каркаса и снижают опасность его
опрокидывания, их наличие увеличивает угрозу поражения людей
и материальных ценностей, находящихся в здании.

ХП.27. При возведении железобетонных зданий для придания
им монолитности необходимо во всех углах, подверженных значи-
тельным напряжениям на изгиб или сдвиг, иметь жесткие соедине-
ния элементов. Все пересекающиеся стены и перекрытия должны
быть прочно закреплены при помощи выпусков арматуры, и, кроме
того, в процессе бетонирования в конструктивных узлах должна
быть обеспечена прочная связь между ранее уложенным и свежим
бетоном.

ХП.28. Железобетонное здание со стенами и перегородками,
рассчитанными на воспринятие нагрузки на сдвиг и имеющими
жесткие соединения, будет вести себя как одно целое. В этом случае
стены здания будут передавать реакцию перекрытий и крыши на
фундамент. Таким образом, в таком здании можно отказаться от
использования тяжелых балок или несущих колонн при сохране-
нии высокой сопротивляемости здания ударным нагрузкам.

ХП.29. Сооружения, имеющие стальную решетчатую конструк-
цию с диагональными связями, могут быть полностью разрушены
из-за возникновения местных разрывов элементов связи. Поэтому
для предотвращения разрывов в этих связях необходимо обеспечить
их достаточную прочность. Для полного использования всех эле-

Н
В
Н
Е
Е
Л

И А сое бл ьнда ай. ре

СООРУЖЕНИЯ С ВЫСОКОЙ УСТОЙЧИВОСТЬЮ К ЯДЕРНОМУ ВЗРЫВУ 539

ментов решетчатой конструкции необходимо, чтобы прочн
певых соединений диагональных связей была ее В
ность самих элементов. а
ХП.30. В многоэтажных зданиях со стальным каркасом проч-
ность концевых соединений должна быть достаточной для ть
чтобы можно было в максимальной степени использовать проч.
ность самих элементов каркаса. При жестком соединении т
междуэтажных перекрытий с элементами каркаса сталь и бетон 6 -
дут способствовать обеспечению устойчивости всего здания в Е
лом. Стеновые панели должны крепиться к элементам каркаса
здания таким образом, чтобы соединения выдерживали давление
отражения, а также положительные и отрицательные нагрузки, воз-
никающие в результате воздействия ударной волны.

Уменьшение опасности, создаваемой взрывом,
в существующих зданиях

ХП.31. Кроме учета требований устойчивости к взрыву при
проектировании новых зданий, имеется также возможность внесе-
ния изменений в конструкцию уже существующих зданий с целью
уменьшения ущерба находящимся внутри них материальным ценно-
стям и снижения степени поражения людей в результате воздействия
взрыва. Эта проблема гораздо сложнее, чем осуществление соот-
ветствующих защитных мер при проектировании новых зданий.
Наибольшую опасность для людей и оборудования, находящихся
в здании, представляет полное или даже частичное разрушение
здания. Поэтому необходимо тщательно обследовать здание с целью
выявления его слабых мест, а затем определить наилучшие способы
его усиления.

ХП.39. Как правило, усиление каркаса железобетонного здания
не представляется возможным, однако там, где это возможно, по-
вышение сопротивляемости здания разрушению может быть достиг-
нуто путем замены внутренних стен стенами, рассчитанными на
нагрузки на сдвиг. Для повышения устойчивости здания со сталь-
ным каркасом эффективным средством может явиться установка
дополнительных связей.

ХИ.33. В прочных зданиях, которые могут, однако, получить
различные повреждения, наиболее важным является проведение
мероприятий, направленных на предотвращение поражении людеи.
В зданиях со стальным или железобетонным каркасом железобе-
тонные или усиленные армированием каменные стены, ее
прочные связи с другими частями здания, а высокую ст
пень защиты людей, находящихся внутри здани»- облом.
типа будет образовываться небольшое количество м ны
ков. Плохо закрепленная каменная стена, не уси р в
ванием, почти не обеспечит защиту людей и Рудет ЯВЯЯТЬСЯЧИСТО

ником обломков как внутри, так и снаружи здания,

540

МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРОТИВОАТОМНОЙ ЗАЩИТЕ

ХИ.34. Существующие стальные или железобетонные каркасы
зданий могут быть усилены путем возведения в системе колонн и
балок, сопротивляющихся сдвигающим усилиям стен. Эффектив-
ность таких стен будет зависеть от их прочности, а также от проч-
ности их связей с перекрытиями, так как для того, чтобы такие
стены были эффективными, они должны передавать боковые на-
грузки на фундамент. Наличие таких стен в каркасном здании зна-
чительно повышает его устойчивость.

ХП.35. Во всех зданиях, независимо от степени их сопротивляе-
мости воздействию взрыва, очень важно уменьшить опасность, созда-
ваемую летящими осколками стекла, сорванным с места оборудо-
ванием и различными падающими предметами. При проектирова-
нии зданий необходимо учитывать большую опасность поражения
людей осколками стекла, поэтому застекленные участки должны
занимать площадь, определяемую только необходимостью нор-
мального освещения здания.

ХП.36. В существующих зданиях необходимо обратить внима-
ние на опасность поражения при падении электроосветительной
арматуры, тяжелых кусков лепных украшений или других предме-
тов. Наилучшим выходом было бы удаление по возможности всех
таких опасных предметов. Если же не имеется возможности для
полного осуществления таких мер, то необходимо предусмотреть
хотя бы частичные меры предосторожности. Выступающие с на-
ружной стороны здания карнизы и архитектурные украшения бу-
дут представлять опасность для находящихся поблизости людей
и поэтому следует предусмотреть их удаление. Хотя опасность

Рис. ХП.37а. Противовзрывные железобетонные стены, построен-
ные в Нагасаки (располагались в 1,4 км от эпицентра взрыва)

ИТИТЬ ВНИМа.
`ветительной
тих предме-
ЖНОСТИ Всех
ЖНОСТИ длЯ
дусмотреть
ощие С На-
шения 0у-
сти ЛЮДЕЙ

опасность

СООРУЖЕНИЯ С ВЫСОКОЙ УСТОЙЧИВОСТЬЮ К ЯДЕРНОМУ ВЗРЫВУ

541

Рис. ХИ.376. Противовзрывные железобетонные стены, предназна-
ченные для защиты ‘трансформаторов в Нагасаки (располагались
в 1,6 км от эпицентра взрыва)

Рис. ХИ.З7в. Заполненные землей не о лования
стены, предназначенные для защиты промышиен ан в 14 км от
(при ядерном взрыве в Нагасаки располагалис )
эпицентра)

542 МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРОТИВОЛ ГОМНОЙ

ЗАЩИТЕ

—

поражения летящими обломками и не является специфиче
бенностью ядерного взрыва, тем не менее она значительно возра-
стает благодаря высокому давлению и большой продолжительно.
сти действия ударной волны.

‚ХИ.37. Противовзрывные стены, устраивавшиеся в прошлую
воину для защиты от обычных фугасных бомб, типа, показанного
на рис. ХП.37а и 6, могут обеспечить некоторую защиту от летящих
осколков как людей, так и машинного оборудования. Следует при-
нимать особые меры для предотвращения опрокидывания таких стен,
В Японии для защиты от воздействия взрыва фугасных бомб при-
менялись бетонные и заполненные землей деревянные стены
(рис. ХП.37в). Бетонные стены оказались более эффективными;
стены второго типа, будучи сильно поврежденными от взрыва
ядерной бомбы, тем не менее, предотвратили серьезное поврежде-
ние машинного оборудования.

СКОЙ 0С0-

Защита при помощи траншей и заглубленных укрытий

ХП.38. Хотя траншеи и простейшие земляные укрытия, отрытые
в грунте, не являются в строгом смысле слова сооружениями, тем
не менее следует иметь в виду, что они могут обеспечить значи-
тельную защиту объектов, чувствительных к нагрузкам торможе-
ния. Неглубокие укрытия обеспечивают лишь незначительную за-
щиту, а укрытия и траншеи, глубина которых превышает высоту
укрываемых ими объектов, являются весьма эффективным сред-
ством уменьшения воздействия на эти объекты нагрузок торможе-
ния. В этих условиях горизонтально направленные нагрузки сильно
уменьшаются, а получаемые объектами повреждения имеют огра-
ниченный характер и образуются главным образом за счет разру-
шающего действия ударной волны.

ХП.39. В настоящее время пока считается, что единственным
удовлетворительным способом защиты объектов от воздействия на-
грузок торможения является укрытие их за массивной земляной
насыпью или в глубоких рвах, так как земляные насыпи и заглуб-
ленные укрытия сами по себе относительно неуязвимы к воздей-
ствию взрыва. Однако такие защитные траншеи не рекомендуется
применять в городах из-за опасности повреждения укрытых в них
объектов падающими обломками. Хотя валы, образованные из
заполненных песком мешков, обеспечивали удовлетворительную
защиту. от взрыва обычных взрывчатых веществ, для защиты от
ядерного взрыва они непригодны, так как в этом случае мешки
с песком могут быть разбросаны силою взрыва и превращены та-
ким образом в дополнительный поражающий фактор.

ХП.40. Характер разрушений машин, чувствительных к нагруз-
кам торможения (машины для перемещения грунта), показан на
рис. ХП.40а и рис. ХП.406. Два типа аналогичных машин, нахо-
дившихся на таком же расстоянии от центра взрыва в глубоком

укрытий

ТИЯ, отрытые
Хениями, тез!
чить значи.
м торможе
еЛьНУЮ 34-
Чет высоту
ным сред

СООРУЖЕНИЯ С ВЫС Кой УС ИЧИ
ЕТ ЧИ! ТЬЮ К ЯДЕ НОМУ В 43
|: о 'РЫВУ О

Рис. ХИ.40а. Машины для перемещения грунта, подвергшиеся воздействию
ядерного взрыва на открытой местности (избыточное давление 2,1 кг/см?)

верг-
Рис. ХН.406. Машины для перемещения грунте» и
шиеся воздействию ядерного взрыва на откр,

ОЕ 2,1 кг/см?)

(избыточное давление

544 МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРОТИВОЛТОМНОЙ ЗАЩИТЕ

—

рву (рис. ХИ.40в), по существу не пострадали от взрыва; при этом
важно отметить, что ров в основном проходил перпендикулярно
направлению распространения ударной волны. Если бы направле-
ние распространения ударной волны совпадало с направлением
рва, то эти машины, по-видимому, были бы серьезно повреждены
Следовательно, при обеспечении защиты объектов от нагрузок тор-
можения путем укрытия этих объектов в траншеях и рвах большое
значение имеет направление траншеи или земляного укрытия по

отношению К предполагаемому направлению распространения
ударнои волны.

Рис. ХН.40в. Машины для перемещения грунта, укрытые в глубоком
рву; направление рва перпендикулярно направлению распространения
ударной волны (избыточное давление 2,1 ке/см?)

Противопожарная защита

ХП.41. В главе УП указывалось, что возникающие после ядер-
ного взрыва пожары могут начаться от воздействия светового излу-
чения, а также от вторичных факторов, например от опрокидыва-
ния печей, разрывов газопроводов и короткого замыкания электро-
сети. Существенное значение для снижения ущерба, вызываемого
пожарами, имеют применение противопожарных конструкций
в здании, а также проведение мероприятий по освобождению зда-
ния от тканевых и других легко воспламеняющихся материалов.
Как показали испытания, описанные в $ УП.82, хорошо содержа-
щийся дом с двором, не загроможденным воспламеняющимся хла-
мом, не был столь сильно подвержен воздействию светового излу-
чения, как дом, который не имел надлежащего ухода.

УБЕЖИЩА ДЛЯ ЛЮДЕЙ

ХИ.42. Методы проектирования зданий и планировки городов

БА 1 Ом | в противопожарном Нин хорошо известны, поэтому нет не-
ях Нара обходимости ось этот вопрос здесь. Очень важно свести до
=, а К | минимума Е возникновения пожара от воздействия све-
А м тового излучения путем удаления куч мусора и других тонкослой-
Рас Аль ных возгораемых материалов, особенно темных материалов, нахо-
т | дящихся в здании и подверженных воздействию светового излуче

ыы ния через окна. В связи с этим рекомендуется защищать такие

проемы от воздействия светового излучения со всех сторон. Про-
стая побелка оконных стекол значительно снизит степень воздей-
ствия светового излучения и таким образом уменьшит вероятность
возникновения пожара внутри здания. Другим практическим сред-
ством является использование металлических жалюзи, отражаю-
щих покрытий на оконных стеклах, ‘а также невоспламеняющихся
внутренних штор.

ХП.43. При атомных взрывах в Японии деформация каркасов
зданий, подвергшихся воздействию высоких температур, была
весьма значительной. Исходя из этого опыта, целесообразно защи-
щать стальные колонны и другие металлические элементы от воз-
действия огня, особенно в зданиях, в которых имеются воспламе-
няющиеся материалы, или в тех случаях, когда они находятся по-
близости от легко загорающихся построек. Кроме того, было уста-
новлено, что узкие противопожарные интервалы между зданиями
в Японии оказались малоэффективными. Поэтому очень важно при
планировании городов предусматривать противопожарные интер-
валы между зданиями шириною, достаточной для локализации
большого пожара В существующих городах такие интервалы мо-
гут .быть образованы путем снесения некоторых старых построек
Рекомендуемая ширина противопожарных интервалов составляет
не менее 30 м.

ХП.44. Одним из наиболее важных уроков, извлеченных из
опыта атомного нападения на японские города, является необхо-
димость иметь хорошую систему водоснабжения для осуществле-
ния борьбы с пожарами. В Нагасаки первоначально напор воды
В водопроводе составлял 9,1 кг/см?. После взрыва из-за многочис-

ся ленных разрывов водопроводной линии напор воды фе
ие ИСИ 0,7 ке/см?, а на следующий день после взрыва давление а не
Я ‹ение дав:
ош етот допроводе было практически равно нулю. Снижен м ие м
с оаО кро в водопроводе в сильной степени Способоовахе 5 ыы
т ния ый т Ущерба, причиненного пожарами. Аналогичная картине
КА И! Пась и в Хиросима.
рб? ой УБЕЖИЩА ДЛЯ ЛЮДЕЙ
Хе, Введение
И
бр, ое ворять требованиям
о ХП.45. Идеальное убежище должно Е СА в рруйте,
И аЩиты от воздействия ударной волны, ева нейтронов и
Зоя ветового излучения, начальной радиаци
и “35 Действие ядерного оружия
8
х

546 МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРОТИВОАТОМНОЙ ЗАЩИТЕ

гамма-излучения) , а также от воздействия остаточной радиации.
возникающей при выпадении радиоактивных частиц из радиоак.
тивного облака (внешние и внутренние источники). Однако в дей-
ствительности такое идеальное убежище построить невозможно
Из-за наличия неопределенностей, отмеченных в $ ХП.9. Таким об.
разом, проектирование убежища, как и проектирование сооруже
ний другого типа, должно представлять собою компромиссное ре
шение, содержащее в себе некоторый элемент риска. Например, со-
оружения специального назначения (см. $ ХИ.53), расположенные
под землей, могут противостоять избыточному давлению ударной
волны в 7 кг/см? и даже более; кроме того, они способны сильно
ослабить уровень радиации. Оборудовав такие убежища соответ.
ствующей системой вентиляции, можно обеспечить защиту также
от выпадающих из радиоактивного облака радиоактивных частиц,
боевых отравляющих веществ и биологических возбудителей бо
лезней. Однако даже такие убежища будут, вероятно, разрушены
наземным или неглубоким подземным взрывом в случае близкого
расположения их от эпицентра взрыва.

ХП.46. Для защиты людей от поражения ядерным оружием
было разработано много различных проектов убежищ, и некоторые
типы убежищ, построенных по этим проектам, были подвергнуты
воздействию испытательных взрывов. Эти убежища представляют
собой различные варианты защитных сооружений — от незначи-
тельных модификаций существующих домов, предназначенных для
использования небольшими семьями, до специальных взрывоустой-
чивых сооружений, вмещающих большое количество людей. В до-
мах с подвалами простые и недорогие убежища, устроенные в этих
подвалах, могут обеспечить дополнительную защиту, которая мо-
жет иметь решающее значение в спасении людей во время атом-
ного нападения. Если же в доме не имеется подвалов, то можно
принять ряд других эффективных мер, хотя их осуществление, воз-
можно, потребует больших затрат.

ХП.47. При проектировании специальных убежищ для защиты
людей следует отдать предпочтение подземным (или с грунтовым
покрытием) сооружениям, так как при сравнительно небольших
затратах такие сооружения уменьшают опасность поражения от
светового излучения и ядерной радиации, а также от воздействия
ударной волны. При проектировании подобных убежищ особое вни-
мание необходимо обращать на следующие три основные проблемы.
Во-первых, технический проект самого сооружения, во-вторых, с0-
ответствующая вентиляция помещений, занимаемых людьми, и,
в-третьих, наличие адекватно защищенных входов в убежище.

ХП.48. Опыт проведенных испытаний ядерного оружия показы-
вает, что методы стандартного строительного проектирования при-
годны также для проектирования подземных убежищ, рассчиты-
ваемых на избыточное давление ударной волны в 7 кг/см?. Если
конкретная обстановка позволяет допустить меньшее расчетное

И
036 дитель р

| ке разрушен
Тучае близкол

‘ерным оружие»
Ки, и некоторые
ыли подвергнуты
ца представляют
й— от незначи-
азначенных для
ых взрывоусто!"

УБЕЖИЩА ДЛЯ ЛЮДЕЙ 547
ЗИ = иск 2 НН

давление, то, как правило, наиболее экономичной будет ЯВЛЯТЬСЯ
постройка неглубоких подземных сооружений или укрытий ст ыы
товым покрытием более простого типа. Такие сооружения ея
табл. У1.12) при воздействии на них избыточного аЗЛвИНИ вы
21 кг/см? получают несущественные повреждения. Более "уяЗая,
мыми к воздействию ударной волны, чем само сооружение, явля-
ются воздухопроводы и вентиляционное оборудование, обеспечи-
вающие снабжение убежища воздухом, а также двери, дверные
коробки и входные проходы. Поэтому вопрос о них требует спе-
циального рассмотрения. н

ХП.49. Для того чтобы обеспечить достаточную подачу незара-
женного воздуха во время критического периода пребывания лю-
дей в убежище, необходимо, чтобы фильтро-вентиляционное обо-
рудование находилось в действующем состоянии. А для этого воз-
духопроводы на всасывающей и нагнетающей линиях необходимо
оборудовать противовзрывными устройствами. Эти устройства
должны понижать энергию ударной волны до такого уровня, кото-
рый был бы безопасным как для фильтро-вентиляционного обору-
дования, так и для людей, находящихся в убежище.

ХИ.50. Входы в убежище должны быть по меньшей мере доста:
точно широкими, чтобы был обеспечен свободный доступ людей
и в некоторых случаях прием транспортных средств. В заключе-
ние особо важно отметить, что двери следует рассчитывать на со-
противление разрушению, так как распространение ударной волны
через дверные проемы может привести к внезапному повышению
давления внутри сооружения до опасного для людей уровня. Необ-
ходимо всегда стремиться к тому, чтобы ко всем дверным проемам
прилегали соответствующим образом расположенные проходы, ко-
торые играли бы роль гасителей взрывной волны и защищали бы
двери от летящих обломков, способных повредить их,

Убежища в небольших домах

ХП.51. В главе ГУ отмечалось, что подвалы домов не имели
больших повреждений даже в тех случаях, когда сами дома в
воздействием ударной волны ядерного взрыва с жении. д
лением 0,35 кг/см? были повреждены в такой ее 8 т
в дальнейшем их невозможно было использовать. р у
валы домов препятствуют распространению а < не
толща грунта, прилегающего к ним с внешней ее На
собствует значительному ослаблению ядерной Е р к
валы их можно оборудовать под домашние у о о
проведения экспериментальных взрывов в штате а
пытано несколько типов убежищ, оборудованны:

этаже ь
т овень
ХП.52. В домах, не имеющих подвалов, или р ыы хе
грунтовых вод затрудняет сооружение заглубленного у ,

1 35

Действие ядерного оружия

548 МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРОТИВОАТОМНОЙ ЗАЩИТЕ

оборудования домашнего убежища можно использовать ванную
комнату. Оборудование убежища достигается путем устройства
железобетонных стен и перекрытия над ванной комнатой, а также
за счет усиления пола (см. $ [У.34). Оконные и дверные проемы
защищаются с помошью специальных противовзрывных дверей и
ставней. Убежище такого типа обеспечивает хорошую защиту от
воздействия ударной волны с избыточным давлением по меньшей
мере до 0,35 кг/см?, а также от светового излучения. Степень за-
щиты от ядерной радиации будет зависеть главным образом от
толщины железобетонных стен и потолка. Чем больше их тол-
щина, тем лучшую защиту они обеспечивают,

Подземные групповые убежища

ХП.53. Для обеспечения проведения необходимых мероприятий
в экономической, административной и военной областях до атом-
ного нападения, во время него или после него целесообразно иметь
групповые убежища, в которых могли бы постоянно укрываться
люди, хотя и не обязательно одни и те же. Такие убежища должны
быть закрытого типа и должны оборудоваться соответствующей
системой вентиляции. В результате многих испытаний было уста-
новлено, что в «открытых» убежищах, т. е. таких, в которые от-
крыт доступ ударной волне, величина максимального избыточного
давления этой волны не намного отличается от давления вне убе-
жища. Некоторое понижение этого давления может быть достиг-
нуто посредством соответствующего расположения входа и за счет
применения отражателей; однако общее впечатление таково, что в
стратегически важных пунктах, в которых вероятно атомное на-
падение, открытые групповые убежища не будут обеспечивать до-
статочную степень защиты.

ХИ.54. Схема закрытого подземного группового убежища вме-
стимостью до 30 человек приведена на рис. ХП.54. При некотором
расширении это убежище может вместить и большее количество
людей. Проект его был разработан на основании опытных данных,
полученных при различных испытаниях ядерного оружия, во время
которых убежища такого типа выдерживали максимальное избы-
точное давление ударной волны порядка 7 кг/см?. Было также
установлено, что подобные убежища, как и следовало ожидать, в
сильной степени ослабляют действие гамма-лучей и потока ней-

тронов '.

1 Основные требования к данному типу убежища были установлены Феле-
ральной администрацией гражданской обороны при содействии армейской иссле-
довательской баллистической лаборатории, армейского химического центра и Уп-
равления проектирования специальных видов оружия вооруженных сил.

ерметическая стальная дверь

Уборная
ПЕЙ

-ВОНПИЛЯЦИОННОЯ
№

установка

Фильтро:

УБ
БЕЖИЩА Для л
А ДЛЯ ЛЮДЕЙ

—_\*
м:
Е
5-2
< Я 383
28. ВЕ
За
578 в
: :
8 ы
Е ®
38|
$
=
& з
ни
|=]
бежища долины . | т З
ответу | 3 Е о
ний было № 8 № 8 5
в которые ог. з э = 8 7 Е
го избыточного | с Е Е
ления ви [5 | 92. г
6 — У в мы # =
ьт быть 20 иа-ЕЕЕ 5 | 8
входа к 38 си Я р Н Е
не ТАКОВ, о 8 в. 5 х а
й г З
то ег . 1 = Я - 2
Е Е
обет 5 58 > < ь
бек! я : 8 & а :
го о | Е ы =
И 8 8 <
и. ие м 8
6 И БИЯ > Е] = 2
лье м Г & 8
ий я Е тв |
Кии, ы й хе Е
„ой 18 у пы Е
И ! ее РЕ а
ак Би, а - Е Е 3
ой ан 55 В #г т
ин ГЕ м
т с } | 28 93 РЕН ВЕ
у = ее а 3858
ЗЕ ЗЕ 53 ЕЕ
; ЗЕЕ 883
в, 8 555 85
9 й 553 383
и >:
ху тр 35*
р) р. № 35:
и
р
у чча

550 МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРОТИВОАТОМНОЙ ЗАЩИТЕ

ХП.55. Основное помещение убежища имеет железобетонные
стены толщиной 38 см, толщина плит пола — 48 см, а толщина
плит перекрытия — 53 см. Убежище покрыто сверху слоем утрам-
бованной земли толщиной не менее 1,5 м. Вход в убежище ВЫПоЛ-
нен в виде бетонной лестницы, состоящей из двух маршей, распо-
ложенных под прямым углом друг к другу. Для более компактного
расположения всего убежища направление входа, показанное на
рисунке, может быть изменено на 180°. Лестничная клетка убежища
на уровне земли перекрывается горизонтальной дверью (плитой)
толщиной 20 см, изготовленной из профильной стали и железобе.
тона. Дверь удерживается на четырех роликах, передвигающихся
по рельсам, она сконструирована таким образом, что, когда она на-
катывается, масса двери опирается на стальные опорные плиты,
расположенные по обеим сторонам лестничной клетки; в резуль-
тате этого нагрузка ударной волны не воспринимается роликами и
их осями. У потолка лестничной клетки смонтировано подъемное
устройство, при помощи которого дверь может быть открыта в
случае завала ее сверху обломками.

ХП.56. Вход в основное помещение убежища осуществляется
через стальную герметично закрывающуюся дверь (типа, приме-
няемого в военно-морском флоте) толщиной 12,5 мм. В качестве
запасного выхода используется вертикальная шахта 0,9.Х0,9 м, за-
крывающаяся стальной плитой. В нормальных условиях эта шахта
заполняется промытым сухим песком, который при необходимости
может быть оттуда удален, а находящиеся в убежище люди мо-
гут выбраться из убежища по вертикальной лестнице, укрепленной
в стене шахты.

ХИ.57. Фильтро-вентиляционная установка убежища разме
щается в двух помещениях, показанных на рис. ХП.54 (слева). На-
ружный воздух поступает в воздухозаборную камеру, проходит
через фильтр, где очищается от мелких твердых частиц, например
от выпавших из радиоактивного облака радиоактивных частиц, а
также от биологических возбудителей болезней и отравляющих ве-
ществ. Затем воздух по трубопроводам, смонтированным вдоль
потолка, поступает во внутреннее помещение убежища. Отрабо
танный воздух удаляется наружу через камеру для выпуска воз-
духа. Система забора и выпуска воздуха оборудована специальны-
ми противовзрывными клапанами, которые сконструированы таким
образом, что внезапное повышение давления вне убежища, возни-
кающее при распространении ударной волны, вызывает почти
мгновенное закрытие этих клапанов. И наоборот, спад давления в
момент отрицательной фазы распространения ударной волны вы-
зовет открытие клапанов. Было установлено, что противовзрывные
клапаны действуют удовлетворительно при максимальных избы-
точных давлениях, достигающих 7 кг/см?.

ХП.58. В камере для выпуска воздуха размещается также ге-
нератор электрического тока, приводимый в действие бензиновым

=

ый: резуль.
я ролика
10 ПОДЪемно
ть. открыта з

уществляется
типа, приме
‚ В качестве
9х9 м, 3а:
х эта шахта
обхолимости

УБЕЖИЩА ДЛЯ ЛЮДЕЙ 551
Ох

двигателем, который используется в случае выхода из строя ос

ной системы электроснабжения. В подземной цистерне ке каг
пас горючего на 10 дней работы двигателя. На другом НЫ т
жища имеется подземный резервуар с запасом питьевой ВОН ны

Укрытия, используемые при внезапном атомном нападении

ХПИ.59. Опыты, проведенные при взрывах ядерных и обычных
фугасных зарядов, показывают, что пребывание на открытом ме-
сте, как правило, связано с ббльшей опасностью, чем пребывание
внутри здания. Поэтому при внезапном атомном нападении необ-
ходимо использовать наиболее подходящие для целей защиты
укрытия, расположенные поблизости. Например, в случае внезап-
ного атомного нападения хорошим противоатомным убежищем мо-
гут служить станции метрополитена; однако они имеются лишь в
немногих городах; более доступно использование в качестве укры-
тий подвалов домов. Наиболее предпочтительны подвалы в огне-
стойких железобетонных зданиях или в зданиях со стальным кар-
касом. В этих зданиях вероятность больших нагрузок на надпод-
вальное перекрытие от обломков будет невелика. Однако подваль-
ные помешения даже прочных зданий нельзя сравнить с хорошо
спроектированным убежищем, так как расчетные нагрузки на над-
подвальные перекрытия обычно невелики по сравнению с вели-
чиной избыточного давления ударной волны, которое может воз
действовать на эти перекрытия.

ХП.60. В случае внезапного атомного нападения, когда не
имеется возможности использовать прочное укрытие, быстрота
действий может сыграть решающую роль в спасении жизни чело-
века. Первым признаком неожиданного ядерного взрыва является
вспышка света. При этом очень важно преодолеть ИНОИЕТАВЫЮЕ
стремление взглянуть на источник света; кроме того» надо =
все возможное, чтобы прикрыть все обнаженные части и о
век, находящийся внутри здания, долже" кое действие
лицом вниз и укрыться под столом или», стык другими
частично защитит его от поражения осколками э- ет пытаться
летящими предметами. Ни в коем, о ударной волны;
встать до тех пор, пока не нь ИЯ характерный звук
возможным признаком это я пругие признаки разру-
бъющегося стекла, осыпание штукатур” но достижении ударной
шения. Звук взрыва также свидетельству

волной данного места. ышкой света от

ХИ.61. Человек, застигнутый внезапной вии, броситься на
ядерного взрыва на открытой шею и лицо.
землю и прикрыть одеждой обна т во

ащитит о

Хотя такое действие, возможно, слабо 3 е частично предохранит
гамма-лучей и потока нейтронов, оно все Ве при этом степень
от ожогов, вызываемых световым излуче -

552 МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРОТИВОАТОМНОЙ ЗАЩИТЕ

его надежности будет зависеть от мощности взрыва. Как указы-
валось в $ УП.53, при ядерном взрыве большой мощности такое
действие по защите от светового излучения может оказаться более
успешным. Следует иметь в виду, что от принятия таких мер
нельзя ничего потерять, но можно многое выиграть. Лежать на
земле следует до тех пор, пока не прекратится воздействие ударной
волны.

ХИ.62. Если в пределах одной секунды имеется возможность
достичь какого-нибудь укрытия, каким бы незначительным оно ни
было (например, успеть попасть внутрь помещения, укрыться под
деревом, в канаве или окопе), то такое действие может обеспечить
защиту от значительной части начальной радиации и светового
излучения. Однако для защиты от ядерной радиации необхолимо
иметь значительный слой материала, которого может не оказаться
на открытом месте. Если же быстро лечь на землю, то некоторую
защиту при этом могут обеспечить сама местность и окружающие
предметы на ней. Но поскольку во время подъема вверх радиоак-
тивного облака ядерная радиация все еще будет распространяться
в направлении к поверхности земли, то защита при таком способе
укрытия будет лишь частичной. Кроме того, в результате явления
рассеивания радиация будет исходить со всех направлений,

ЗАЩИТА ОТ РАДИОАКТИВНОГО ВЫПАДЕНИЯ
Пассивные и активные мероприятия

ХИ.63. Защита от остаточной ядерной радиации, возникающей
при выпадении радиоактивных частиц из радиоактивного облака,
представляет собой трудную проблему. Это объясняется не только
тем, что ядерная радиация невидима и для ее обнаружения и из-
мерения требуются специальные приборы, но также и тем, что вы-
падение из радиоактивного облака радиоактивных частиц носит
распространенный и устойчивый характер. Например, в случае на-
земного взрыва ядерного заряда с большим тротиловым эквивален-
том площадь заражения выпадающими радиоактивными частицами
может намного превосходить площадь, поражаемую ударной вол-
ной, световым излучением и начальной радиацией. Кроме того,
остаточная радиация продолжает оказывать свое воздействие в те-
чение продолжительного периода времени, тогда как остальные

поражающие факторы ядерного взрыва исчезают по истечении не-
скольких секунд.

ХИ.64. Мероприятия, проводимые для з
радиации, разделяются на пассивные и активные. Пассивные меро-
приятия предусматривают оставление людей в зараженной зоне,
Ри нимаются все меры для их укрытия от гамма-излуче-
ет инности -й возникающего в результате распада выпав-

стиц. Как указывалось в главе [Х, даже под-

ащиты от остаточной

М СПОСобе
е явления
НЙ,

ЗАЩИТА ОТ РАДИОАКТИВНОГО ВЫПАДЕНИЯ 553

—ы—ы——

вал деревянного каркасного дома имеет коэффициент ослабления
радиации, приблизительно равный 10, а в массивном здании или
убежище, покрытом слоем земли в несколько футов, это ослабле-
ние может быть гораздо большим.

ХП.65. Существуют два вида активной защиты, которые будут
рассмотрены ниже. Одним из них является эвакуация населения
из зараженной зоны в незараженные либо в меньшей степени за-
раженные районы. Однако это мероприятие не так просто осущест-
вить на практике, как может показаться с первого взгляда, так как
оно. обычно связано с прохождением людей через зараженные рай-
оны без средств защиты. В результате этого суммарная доза ра-
диации, полученная ими, может оказаться большей, чем в случае
принятия пассивных мер защиты без осуществления эвакуации.

ХП.66. Другим возможным активным мероприятием является
дезактивация после прекращения выпадения радиоактивных час-
тиц из радиоактивного облака. В большинстве случаев могут быть
проведены те или иные мероприятия, способствующие уменьше-
нию количества выпавших радиоактивных частиц, например, на
крышах домов или улицах. Ниже будут рассмотрены некоторые
из наиболее общих методов дезактивации. Однако следует иметь в
виду, что осуществление этих мероприятий неизбежно связано с
определенным риском, так как личный состав дезактивационных
команд подвергается воздействию достаточно высоких уровней ра-
диации.

ХП.67. Масштабы осуществления пассивной защиты, эвакуа-
ции населения и дезактивации будут зависеть от конкретно сло-
жившихся условий, и в каждом отдельном случае они могут изме-
няться в широких пределах. Поэтому здесь невозможно сделать
каких-либо определенных рекомендаций. Каждое конкретное меро-
приятие должно проводиться по решению ответственных лиц; это
решение должно основываться на данных об уровнях радиации и
о других факторах, дополняющих характеристику остаточной ра-
диации. Анализ вопросов, излагаемых в последующих разделах
данной главы, по-видимому, может помочь установить отправные
принципы, которыми следует руководствоваться при проведений
вышеуказанных мероприятий.

Действия по защите

ХП.68. Как было отмечено в начале настоящей главы (см.
$ ХИ.3), проблема эвакуации населения из районов атомного на-
падения является весьма трудной вследствие возможного выпаде-
ния радиоактивных частиц из радиоактивного облака. Здесь бу-
дут рассмотрены некоторые условия обстановки, которые должны
приниматься во внимание, перед тем как приступать к переброске
больших масс людей. Прежде всегс всегда возможно внезапное
изменение направления ветра таким образом, что эвакуируемые
группы людей непреднамеренно попадут в зону выпадения радио-

554 МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРОТИВОАТОМНОЙ ЗАЩИТЕ

активных частиц, двигающихся по ветру. Опасность заражения

МС

жет возникнуть также в результате последующих взрывов в ты тра
гих пунктах после того, как эвакуация уже начата. При любых рад
условиях очень трудно предсказать направление распространения ЦИИ
выпадающих радиоактивных частиц, и для такого предсказания щи!
| необходимо иметь подробные и непрерывно поступающие сведения НЫх
о направлении ветра над огромными территориями и на различ- Во
ных высотах вплоть до самых значительных. После того как отдан ИЗ
приказ на эвакуацию, практически его невозможно будет отменить част
или хотя бы изменить основное направление движения масс людей, исте
ХИ.69. Возможно, что наилучшим первоначальным шагом будет прил
принятие пассивных мер защиты путем подыскания убежищ в от- чере
носительно закрытых зданиях. Такие укрытия способны значи: }

тельно снизить интенсивность гамма-излучения, распространяюще- сти
гося от внешних источников. Для предотвращения попадания в НЫМ
| организм радиоактивной пыли во время пребывания в убежишах, ляем
| возможно, потребуется оборудование в них фильтро-вентиляцион: куа!
| ных установок. Однако в большинстве случаев воздух будет про- про
| никать внутрь здания через трещины и неплотности, что позволяет р мер
| создать. внутри него удовлетворительные условия для нормаль- луч.
| ного дыхания людей даже при закрытых дверях и окнах. Правда, мон
| при этом в здание может проникнуть также некоторое количество дел!
выпадающих из радиоактивного облака радиоактивных частиц, но при
на основе опыта, полученного на Маршалловых островах во время тем
ядерных испытаний 1954 г. (см. $ ХП.115 и далее), можно предпо-

ложить, что вдыхание таких радиоактивных частиц в количестве, том
в котором они обычно проникают внутрь здания, не будет пред: акт!
ставлять серьезной опасности. или
ХП.70. Так как в убежище придется находиться от двух до семи НИЯ
дней и даже более (в зависимости от уровня радиации вне убе- пру
| жища), то потребуется обеспечить это убежище продовольствием дет
} и питьевой водой, которые необходимо укрыть от попадания в них пя
|| радиоактивных частиц. Если имеется достаточное количество воды, ма,
то зараженное продовольствие необходимо промыть перед употреб- СОТ
|| лением (см. $ ХП.97). ро
|| ХП,71. В местах, расположенных сравнительно близко к эпи: и
| центру взрыва, выпадение радиоактивных частиц будет наблю- | до
даться вскоре после взрыва, и уровень радиации здесь вначале бу- Ч т

1/1 дет высоким. Поэтому, возможно, придется оставаться в убежище й ее
а в течение нескольких дней, после чего можно будет покинуть убе- о р
| ) жище без риска получения большой дозы облучения, вызывающей ча
| серьезное поражение. Оставление убежища с целью эвакуации ых
ВИ зоны заражения или для проведения дезактивационных работ пер- лу
| < — вой очереди-будет связано с определенным риском, на который не 19
у следует идти (за исключением чрезвычайных случаев) без указа- ха
| ний ответственных лиц, располагающих данными о радиационной Я

| \ обстановке в окружающем районе. р

=

ЗАЩИТА ОТ РАДИОАКТИВНОГО ВЫПАДЕНИЯ 555

РИ ра в отделяет любой район от цен-
равлении распространения выпадающих
радиоактивных частиц, тем ниже будет начальный уровень радиа-
ции и тем короче будет период осуществления мер пассивной за-
щиты для данного района. Однако в достаточно сильно заражен-
ных зонах, по-видимому, необходимо будет оставаться в убежище
в течение одних-двух суток для защиты. от остаточного гамма»
излучения. На самой ранней стадии выпадения радиоактивных
частиц активность продуктов распада очень высока, но уже по ||
| истечении 49 часов, или, грубо говоря, двух суток, она понижается {
примерно до 1% от величины активности, которая наблюдалась |
через | час после взрыва. . 3
ХП.73. Указать заранее, при каком уровне радиации на местно-
сти можно будет покинуть убежище, не представляется возмож-
ным. Многое будет зависеть от характера. мероприятий, осуществ-
ляемых вслед за периодом пребывания В убежище (например, эва-
куации или дезактивации или того и другого одновременно), от
| продолжительности времени, необходимого для проведения этих

, мероприятий, а также от величины суммарной дозы облучения, по-
рмаль- лученной в период осуществления пассивных мер защиты. При по-
равда, мощи графиков, приведенных в конце данной главы, можно опре-
чество | делить примерные дозы облучения, которые могут быть получены
зщ, НО | при различных условиях. Такие сведения будут необходимы перед
время тем, как принять какое-либо решение в любой данной обстановке.
едпо- ХПИ.74. Выше было сделано предположение, что между момен-
р том взрыва и началом выпадения радиоактивных частиц из радио-
честве, активного облака проходит значительное время. Если же по той
‚ пре или иной причине не последовало предварительного предупрежде-
и ния об угрозе выпадения радиоактивных частиц, то необходимо
цосем принять в основном те же меры, какие указывались ранее. Первым
не Убе действием, которое надо осуществить по возможности быстрее, яв-
ствеМ ляется отыскание подходящего убежища, обеспечивающего макси-
ВХ мальное ослабление гамма-излучения, исходящего от внешних ис-
зодв точников. Быстрота действий при этом является важным факто-
- пре” ром, так как интенсивность излучения от выпадающих радиоак-
по тивных частиц вскоре после взрыва чрезвычайно высока, но она
90 | довольно быстро падает с течением времени. Спустя несколько
Кю дней люди могут эвакуироваться из убежиша в таком направле-
Я | вии, где вероятность облучения минимальна. .
2 ел ХП.75. Необходимо подчеркнуть, что опасные р ни
ее частицы, выпадающие из радиоактивного облака, т а
ий видимы для глаза, поэтому для обнаружения этих частиц ре
ИИ буются соответствующие приборы, чувствительные к ядерным из-
ти лучениям. Правда, во время испытаний ядерного ору жия | марта
: 9. 1954 г. на Маршалловых островах в некоторых местах пене.
иж В из радиоактивного облака частицы можно было наблюдать в
и виде белого порошка или пыли.
} Г

556 МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРОТИВОАТОМНОЙ ЗАЩИТЕ

Радиационная разведка

ХП.76. Вскоре после ядерного взрыва необходимо произвести
общую радиационную разведку. В первую очередь она, возможно,
будет необходима для аварийных команд, которым надо знать
уровень радиации в зараженной зоне перед тем, как войти в нее
Необходимо определить наилучшие, т. е. наименее зараженные,
пути как на подступах к этой зоне, так и в самой зоне. Кроме
того, лицам, находящимся в убежищах, расположенных на зара
женном участке, потребуются сведения о радиологической обста
новке на местности с целью планирования эвакуации. В дополне-
ние к этому необходимо определить и обозначить сильно зара
женные участки, чтобы предотвратить случайное попадание на
эти участки людей.

ХП.77. По-видимому, наиболее быстрым способом оценки сте-
пени опасности радиоактивного заражения на ранней стадии яв-
ляется воздушная радиационная разведка. Большое преимущество
воздушной разведки по сравнению с другими видами разведки со-
стоит в том, что ее действиям не мешают завалы, которые делают
дороги непроходимыми для наземного транспорта, и что эти дейст-
вия мало зависят также от уровня радиоактивного заражения.
Гамма-излучение, образуемое продуктами распада, находящимися
на поверхности земли, благодаря своей большой проникающей спо:
собности в воздухе может быть обнаружено < помощью чувстви-
тельных приборов с высоты в несколько тысяч футов. Низко летя-
щие самолеты или вертолеты, снабженные дозиметрическими при-
борами для измерения мощности дозы гамма-излучения. могут ле-
тать над зараженным районом по заранее намеченным маршрутам.
Первоначально полеты могут осуществляться на высоте около
450 м (1500 футов), где уровень радиации ниже примерно в
100 раз, чем уровень радиации на поверхности земли (см. рис.
[Х.122). Затем, если необходимо, полеты могут совершаться на бо-
лее низких высотах для более точного определения зараженных
районов.

ХП.78. По значениям уровней радиации на известной высоте,
зарегистрированных дозиметрическими приборами на борту само-
лета, можно вычислить примерную мощность дозы радиации в
рентгенах в час, которая существует на поверхности земли или воды.
Из-за уменьшения интенсивности гамма-излучения, исходящего от
продуктов распада, точное отношение между показаниями дозиме-
трических приборов в воздухе и мощностью дозы радиации на по-
верхности земли будет зависеть от многих факторов, в том числе
от характера рельефа местности, а также от времени, прошедшего
после взрыва до момента измерения радиоактивности. Если не
имеется больше никаких данных, то для оценки ослабления ра-
диации на известной высоте относительно радиоактивности, суще-

ствующей на поверхности земли, могут быть использованы данные,
приведенные на рис. [Х.122.

чен
пол
ким
раз
поэ
ИЗВ.
мет
нир
буд
буд
НИЯ
ТИВЕ
опр.
сил!
пре!

]
опе]
гате
ВЫС:
дол:
ную
со01
ных
дол:
ПОК:
ОНИ
В. СЕ
зим.
про;
пре;
ные
зар:

имущество
Азведки со-
ые делают
эти дейст.
заражения.
ОДЯЩИМися
‚ющей спо-
о чувстви-
изко летя-

ЗАЩИГА ОТ РАДИОАКТИВНОГО ВЫПАДЕНИЯ 557

о ИАА МОК Имеет важное ана.
получить ценные сведения с ры ИЕ ЕЯ ЕЕ

у 1 ‚ которые, возможно, нельзя добыть ка-
киМ-ЛиСО другим путем. Однако результаты такой радиационной
АИ М ть качеств оинтировочиы даны
т $. полняться результатами наблюдений, про-
зве] х на поверхности земли. С другой стороны, данные дози-
метрических измерений в воздухе окажут большую помощь в пла-
нировании наземной радиационной разведки. На первых стадиях
будут определены общие границы зараженного района, а позднее
будет проведено более детальное обследование с целью определе-
ния уровней радиации в специфических пунктах, имеющих опера-
тивное значение, установления примерных контуров, выражающих
определенные значения мощности дозы, а также определения
сильно зараженных участков, на которых степень зараженности
превышает среднюю.

ХП.80. Необходимо помнить, что личный состав, выполняющий
операции по радиационной разведке, будет непрерывно подвер-
гаться воздействию радиоактивного излучения, имеющего иногда
высокую интенсивность. Личный состав разведки по возможности
должен передвигаться на машинах, которые обеспечивают извест-
ную степень защиты, ослабляя гамма-излучение, например, за счет
соответствующего экранирования. Для того чтобы избежать опас-
ных доз радиации, превышающих допустимые, дозиметристы
должны постоянно иметь при себе приборы, которые в любое время
показывали`бы суммарную дозу радиации, полученную ими. Тогда
они будут знать, в какой момент времени им следует возвратиться
в свое расположение для того, чтобы их сменила новая группа до`
зиметристов, не подвергшихся еше облучению, которая могла бы
продолжить радиационную разведку. Если имеются результаты
предварительной радиационной разведки, то, используя приведен-
ные в конце настоящей главы графики, действия разведки можно
заранее наметить путем предварительного планирования.

Мероприятия по дезактивации 1

ХП.81. Поскольку радиоактивные вещества не могут быть унич-
тожены, то их дезактивация неизбежно связана с удалением источ-
ников радиоактивного излучения (например, выпадающих из радио-
активного облака радиоактивных частиц) с зараженных участков
местности и объектов. Все мероприятия по дезактивации, таким об-
разом, имеют две стороны: первая — удаление радиоактивных ве-

1 Подробное рассмотрение методов дезактивации и применяемого для этой
пели оборудования содержится В наставлении ТМ-11-6 ‚«Ва@оовтса! Ресопца-
пупаНоп м СМИ Реепзе», разработанном Федеральной администрацией гра-

жданской обороны,

36 Действре ядерного оружия

МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРОТИВОАТОМНОЙ ЗАЩИТЕ

ществ и вторая — расположение их в безопасном месте. Если вто
рой стороне не уделяется должного внимания, то в конечном итоге
весь комплекс мероприятий может принести лишь незначительную
пользу либо вовсе не принести никакой пользы. Изоляция ра-
диоактивных веществ (при которой они не перемещаются), напри-
мер путем засыпки их толстым слоем грунта, могла бы быть эф-
фективным средством, сочетающим оба мероприятия в одной опе-
рации.

ХП.82. Дезактивация может быть либо частичной, либо полной.
Частичная дезактивация представляет собой быстрое, но не пол-
ное удаление радиоактивных веществ или их покрытие слоем земли
при осуществлении этих мероприятий в широких масштабах.
Целью частичной дезактивации является возможно быстрое сниже-
ние уровня радиации до величины, при которой личный состав
смог бы использовать механическое оборудование или оставаться в
зараженном районе по крайней мере в течение хотя бы ограничен-
ного промежутка времени. Затем может быть осуществлена полная
дезактивация, представляющая собой длительный процесс. Как
правило, дезактивация не может быть абсолютно полной (да этого
и не требуется). Однако она должна быть доведена до такой сте-
пени, при которой для данных конкретных условий будет устра-
нена сколько-нибудь серьезная опасность поражения.

ХП.83. Решение о проведении дезактивации будет зависеть от
ряда обстоятельств, а его осуществление будет связано с определен-
ным риском. Так как для личного состава, проводящего дезакти-
вационные работы, всегда существует некоторая опасность зара-
жения, эти работы следует проводить возможно позже, с тем чтобы
использовать процесс естественного радиоактивного распада. Од-
нако в некоторых случаях может потребоваться принятие срочных
мер, и тогда дезактивацию придется проводить при достаточно вы-
соких уровнях радиации. При таких условиях, возможно, придется
производить через короткие промежутки времени замену работаю-
шего личного состава людьми, которые не подвергались ранее об-

ю.
ХИ... Очень полезно запомнить несколько принципов, относя-
щихся к радиоактивному заражению и дезактивации. Вследствие
того, что радиоактивные вещества выпадают в виде мелких частиц,
они имеют тенденцию к наибольшему оседанию на горизонтальных
поверхностях. Эти поверхности будут, таким образом, заражены в
более сильной степени, чем вертикальные поверхности. Отсюда сле-
дует, что при осуществлении предварительной дезактивации верти-
кальные поверхности по меньшей мере можно не принимать во
внимание. Большая часть выпадающих радиоактивных частиц Мо-
жет быть легко удалена либо путем смывания их струей воды,
либо посредством вытирания; при этом желательно применение пы-
лесосов, что предотвратит вдыхание радиоактивной пыли.
1.85. Частичная дезактивация ‘обычно может быть осущест”

ЩЕ У. т

ВЛена полная
роцесс, Как
Гой (Да этого
0 такой сте-
)удег устра:

зависеть от
‚ определен
.го дезакти
ность 34
с тем 910

ЗАЩИТА ОТ РАДИОАКТИВНОГО ВЫПАДЕНИЯ 559

влена одним из отмеченных выше способов. Для гладких (напри-
мер, окрашенных и металлических) поверхностей применимы мок-
рые методы (смыванием), а для пористых материалов, например
тканей, кирпича, бетона и камня, предпочтительны сухие методы
дезактивации. Вообще говоря, смывание водой может применяться
для дезактивации наружных поверхностей зданий и транспортных
средств, вто время как применение пылесосов более удобно для про-
ведения дезактивации внутри зданий и транспортных средств. Ис-
пытания различных способов дезактивации показали, что большая
часть радиоактивных веществ может быть удалена при помощи
этих простых способов. Незначительная часть радиоактивных ве-
ществ прочно удерживается на поверхности и поэтому требует при-
менения более эффективных методов дезактивации, например ис-
пользования химических веществ или абразивных материалов '.

ХП.86. В городе дезактивация может быть осуществлена путем
смывания радиоактивных частиц с крыш зданий, а также с поверх-
ностей улиц сильной струей воды. Радиоактивные вещества при
этом будут уноситься в трубы ливневой канализации, что может
представлять лишь небольшую опасность. Кроме того, мощность
дозы радиации внутри зданий может быть снижена также путем
насыпки вокруг здания слоя незараженной земли или путем снятия
верхнего слоя грунта и удаления его при помощи бульдозера.

ХП.87. В связи с вопросом о перемещении зараженной земли
(целью которого может быть также и создание проходов) важно
отметить, что гамма-излучение, создаваемое продуктами распада,
обладает большой проникающей способностью в воздухе. Напри-
мер, в центр большой, ровной и равномерно зараженной площади
на высоте 0,9 м от поверхности земли до 50% мощности дозы ра-
диации поступает с расстояния более чем 7,6 ми около 25% —с
расстояния более чем 15,2 м. Таким образом, полное удаление за-
раженного верхнего слоя земли с площади радиусом в 15,2 м снизит
мощность дозы радиации в центре этой площади примерно до од-
ной четверти ее первоначального значения. Однако если заражен-
ная земля не удалена на значительное расстояние, а только переме-
шена до внешних границ этого круга, то мощность дозы радиации
будет значительно больше, чем одна четвертая часть ее первона-
чальной величины. у.

ХП.88. Очевидно, что в случае необходимости устройства прохо-
дов на открытой местности, значительная часть которой заражена,
снятие при помощи бульдозера верхнего зараженного слоя земли и
перемещение его в сторону дадут положительный эффект лишь в
том случае, если при этом будет очищена достаточно широкая по-
лоса местности. Так, если ширина очищенной полосы составляет

' Наведенная радноактивность, вызванная воздействием потока нейтронов,
трудно устранима, но радиоактивное заражение такого типа имеет существенное

значение только вблизи центра взрыва (см. $ 1Х.18),

36*

МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРОТИВОАТОМНОЙ ЗАЩИТЕ

76 м, то мощность дозы радиации в середине этой полосы будет
снижена до одной десятой ее первоначальной величины. Аналогич-
ный результат может быть получен путем снятия верхнего слоя
земли и засыпки его незараженной землей. Для того, чтобы снизить
мощность дозы радиации примерно в 10 раз, потребуется насыпать
слой земли толщиной около 0,3 м.

ХП.89. Сильно зараженная одежда, а также ковры, занавеси и
мебель с тканевой обивкой должны быть удалены и закопаны в
землю или сложены в каком-либо изолированном месте. В тех слу-
чаях, когда вследствие естественного распада степень радиоактив-
ного заражения значительно снизится или когда первоначальная
зараженность не слишком высока, эффективным способом дезакти-
вации одежды и тканей может оказаться их стирка, при помощи
которой можно восстановить пригодность этой одежды и тканей
для дальнейшего использования. В некоторых случаях может ока-
заться достаточной тщательная чистка мебели пылесосами, однако,
перед тем как использовать мебель по назначению, необходимо
произвести ее дозиметрический контроль при помощи специальных
приборов.

Защита команд, работающих в зараженной зоне

ХП.90. Весь личный состав, перед тем как войти на заражен-
ный участок для проведения радиационной разведки, дезактивации
или других чрезвычайных мероприятий, должен подогнать свою
одежду так, чтобы предотвратить попадание на кожу пыли. Основ-
ной целью этой предосторожности‘ является сведение к минимуму
возможности «бета-ожогов», которые являются следствием непо-
средственного контакта радиоактивной пыли с кожей (см. $ ХГ.94).
Конечно, необходимо помнить, что одежда практически не защи-
щает от гамма-излучения и что опасность поражения гамма-излу-
чением продолжает в полной мере существовать и при хорошо по-
догнанной одежде. .

ХП.91. При проведении дезактивации сухим способом рекомен-
дуется надевать тяжелые брюки и обувь из прочного и толстого
материала, а также хлопчатобумажные или брезентовые перчатки
и плотно прилегающий головной убор. Во время пребывания на за-
пыленных участках рекомендуется завязывать нижнюю часть брюк
и концы рукавов (поверх перчаток) для того, чтобы предотвратить
проникание радиоактивных веществ к телу. Повязанный вокруг
шеи шарф также окажется полезным в этом отношении. После
атомного нападения с поверхности земли поднимется много пыли,
но не обязательно, что она вся будет радиоактивной. Однако во
всех случаях целесообразно соблюдать меры предосторожности
для снижения возможности вдыхания больших количеств пыли.
Следовательно, при работах на местности с большим количеством
пыли желательно иметь защитные очки и противопыльную маску.

=

ЗАЩИТА ОТ РАДИОАКТИВНОГО ВЫПАДЕНИЯ 561

ХП.92. При проведении дезактивации мокрым способом необ-
ходимо использовать водонепроницаемую одежду, резиновые са-
гоги и резиновые перчатки (рис. ХП.92); при отсутствии поврежде-
ний они могут обмываться струей воды и использоваться повторно.

ХИ.93. Кроме принятия мер, направленных на предотвращение
попадания радиоактивных веществ на кожу, необходимо также
обеспечить условия, при которых. личный состав, работающий в за-
раженной зоне, не подвергался бы чрезмерному облучению. Для

Рис. ХИ.92. Водонепронипаемая одежда, используемая при
проведении дезактивации мокрым способом

этого каждый член команды должен иметь самопоказывающий
прибор индивидуального контроля, иногда называемый организа-
ционным дозиметром, регистрирующим получаемую суммарную
лозу радиации. Были сконструированы различные типы дозимет-
ров, и в настоящее время имеются простые, надежные и недорогие
приборы, которые могут выпускаться в больших количествах '.
ХП.94. Дозиметрические приборы для определения интенсив-
кости радиоактивного излучения (мощности дозы) потребуются

! Описание дозиметров и других приборов для измерения радиоактивности,
разработанных Федеральной администрацией гражданской обороны, содержится
в наставлении ТВ-11-20 «Ва@ю!оеса! 1пзёгитепё$ 1ог Су Реепзе»,

562 МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРОТИВОАТОМНОЙ ЗАЩИТЕ

для обнаружения районов с высоким уровнем заражения и для
определения допустимого времени пребывания на зараженном уча.
стке. Как правило, для этой цели будут пригодны приборы, пред-
назначенные для измерения мощности дозы гамма-излучения.

Кроме того, для обнаружения на поверхности тела бета-актив-
ных частиц будут пригодны специальные приборы, чувствительные
к бета-излучениям.

ХП.95. В связи с проблемой защиты личного состава возникает
вопрос о допустимом количестве ядерного излучения для лиц, при-
нимающих участие в проведении мероприятий по противоатомной
защите. Дать на это точный ответ трудно, если не невозможно, так
как он в значительной степени будет зависеть от особенностей об-
становки.

ХП.96. В тех случаях, когда необходимы немедленные действия
по осуществлению чрезвычайных мероприятий, редко бывает воз-
можно заранее предсказать мощность дозы, которая будет полу-
чена в результате осуществления таких действий, поэтому невоз-
можно предсказать и характер последствий воздействия ядерной
радиации на работающий персонал. Однако в том случае, если
имеется возможность оценить опасность поражения на основе
имеющихся данных об уровнях радиации, вероятно, будет воз-
можно установить и примерные данные о допустимых дозах облу-
чения при чрезвычайных условиях !,

Продовольствие и питьевая вода

ХП.97. Хорошо укрытые или завернутые продукты питания, а
также продукты, хранящиеся в закрытой таре, будут заражены
лишь в малой степени либо вовсе не будут подвергнуты зараже-
нию. Это относится к консервированным продуктам в металличе-
ских или стеклянных банках, а также к любым продуктам в не-
проницаемой для пыли упаковке. Если зараженной окажется
только внешняя поверхность тары, то единственным мероприятием,
которое необходимо осуществить в этом случае, будет тщательное
удаление всех осевших на эту поверхность радиоактивных частиц,
например, посредством смывания 2. Даже овощи могут быть под-
вергнуты удовлетворительной дезактивации при помощи смыва-
ния. Если при этом будут удалены верхние слои, например путем
срезания кожуры, то овощи окажутся совершенно безопасными для
потребления человеком. Незащищенные пищевые продукты, обла-

1 См. технический бюллетень Федеральной администрации гражданской 06бо-
роны ТВ-18-1 «Етегвепсу Ехрозигез 40 Мисеаг Ка41авоп».

? Продукты питания могут оказаться зараженными даже при хранении в таре
вследствие наведенной нейтронами радиоактивности, но маловероятно, чтобы это
явление имело существенное значение в тех случаях, когда упакованные или кон-

сервированные продукты не получили механических пов й ь
р ‚ получи ханических еждений в результате
взрыва (см. $ 1Х.25), : у р ре

будет полу.
этому невоз-
твия ядерной
случае, если
я на основе
будет 803-
‹ дозах облу-

ЗАЩИТА ОТ РАДИОАКТИВНОГО ВЫПАДЕНИЯ 563

дающие абсорбционной способностью и подвергшиеся радиоактив-
ному заражению, должны быть удалены и закопаны в земле.

ХП.98. Что касается различных сельскохозяйственных культур,
выращенных на зараженной почве, то по этому вопросу в настоя-
щее время еще не имеется достаточных данных. Некоторые радио-
активные изотопы могут быть усвоены растениями, но их природа
и количество будут изменяться в зависимости от вида растения, а
также, по-видимому, в зависимости от свойств почвы (см. $ [Х.99).
Единственное, что можно сказать в настоящее время, является то,
что к растениям, выращенным на зараженной почве, следует отно-
ситься с подозрением до тех пор, пока безопасность их потребле-
ния в пищу не будет подтверждена дозиметрическим контролем.

ХП.99. Источники водоснабжения, как правило, находятся на
значительном расстоянии от городов, которые могут явиться объ-
ектом атомного нападения. Тем не менее если бассейн водоема, слу-
жащего источником водоснабжения, окажется в зоне интенсивного
выпадения радиоактивных частиц из радиоактивного облака, то мо-
жет иметь место значительное заражение воды. Другой возможно-
стью радиоактивного заражения воды является выпадение в реку
или водохранилище радиоактивных частиц или взрыв ядерного за-
ряда поблизости от водохранилища. В большинстве случаев сле-
дует ожидать, что в результате действия многих факторов, напри-
мер вследствие разбавления потоком, естественного распада и по-
верхностного поглощения грунтом (абсорбции), вода окажется
пригодной для потребления по крайней мере при чрезвычайных
обстоятельствах, за исключением, возможно, ограниченного проме-
жутка времени, следующего непосредственно за ядерным взры-
вом. При любых обстоятельствах там, где вода, поступающая из
водохранилища, подвергается систематической обработке, вклю-
чая коагуляцию, осаждение и фильтрацию, она, по всей вероятно-
сти, будет очищена от значительной части радиоактивных веществ.

ХП.100. Так как грунт обладает способностью поглощать “И
удерживать некоторые элементы за счет процесса абсорбции, то
подземные источники воды будут в основном свободны от радиоак-
тивного ми т же причине даже не особенно глубоко
заложенные колодцы, расположенные под зараженным грунтом,
могут служить безопасными источниками питьевой воды при усло-
вии отсутствия непосредственного стока воды в них с поверхности
земли.

ХП.101. В некоторых городах вода, потребляемая для хозяйст-
венно-бытовых нужд, поступает непосредственно из реки, подверга-
ясь лишь обработке хлорированием. Такая вода может оказаться
непригодной для потребления в течение нескольких дней, однако
в результате разбавления и процесса естественного распада радио-
активных веществ степень ее зараженности будет с течением вре-
мени уменьшаться. В подобных случаях необходимо произвести ис-
следование на предмет установления радиоактивности воды и пре-

564 МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРОТИВОАТОМНОЙ ЗАЩИТЕ

кратить ее подачу для потребления населением до тех пор, пока ее
радиоактивность не снизится до безопасного уровня. Исходя из
того, что радиоактивное заражение воды происходит от продукто!
распада, в таблице ХП.10] приводятся допустимые суммарные
уровни бета- или гамма-активности при потреблении воды в тече-
ние соответственно 1[0и 30 суток. Например, если предполагается
регулярное потребление воды в течение 30 суток, то максимально
допустимая радиоактивность при этом составляет 3 .10-? микро-
кюри на | см? воды (см. $ [Х.125 и далее). С другой стороны, если
вода должна потребляться в течение более короткого промежутка
времени, то при чрезвычайных обстоятельствах пропорционально
допустима и более высокая степень ее радиоактивности.

Таблица ХП.101

Допустимые нормы радиоактивного заражения (бета- или гамма-
активность) питьевой воды при чрезвычайных условиях

опус ы мы зараж
Период времени, в течение которого Допустимые нормы заражения воды

потребляется вода, сутки
у микрокюри на 1 смз ЗистОроспелОй
в 1 секунду на 1 смз

10 9Ж10-2 8103
30 3Ж10—2 1Ж103

ХП.102. При чрезвычайных условиях предельно допустимое со-
держание в воде альфа-активных веществ, например урана и плу-
тония, значительно ниже по сравнению с данными, приведенными
в табл. ХП.101. Однако можно полагать, что эти элементы будут
создавать угрозу заражения питьевой воды только в исключитель-
ных случаях.

ХП.103. Если при нормальном водоснабжении вода не подвер-
гается какой-либо другой обработке, кроме хлорирования, и если
не имеется запасного источника водоснабжения, то при чрезвычай-
ных условиях в случае радиоактивного заражения воды необходимо
обеспечить устройство колонок с ионным обменом. При потребле-
нии воды в небольших масштабах для этой же цели можно исполь-
зовать бытовые опреснители. В отдельных случаях для питьевых
целей возможно использование воды, находящейся в виде запаса
в домах в водоподогревательных установках (доступ в эти уста-
новки зараженной воды должен быть перекрыт).

ХП.104. В больницах и на судах достаточное количество питье-
вой воды в чрезвычайных условиях может быть получено при по-
мощи дистилляции. Например, после испытаний ядерного оружия
у атолла Бикини в 1946 г. было установлено, что после перегонки
зараженной морской воды она стала совершенно безопасной и при-
годной для питьевых целей; радиоактивные вещества при этом
остаются в накипи и в остатке соленой воды. Однако следует под-

ИЯ ВОДЫ

—
распадов
лу на 1 сл

(103
ие

мое С0-

ЗАЩИТА ОТ РАДИОАКТИВНОГО ВЫПАДЕНИЯ 565

черкнуть, что простое кипячение воды, зараженной выпавшими из
радиоактивного облака частицами, абсолютно бесполезно с точки
зрения уничтожения радиоактивности.

Дозы радиации и фактор времени в зараженных районах

ХИ. 105. При планировании как активных, так и пассивных за-
щитных мероприятий или действий по ведению радиационной раз-
ведки района, зараженного продуктами распала, необходимо либо
установить допустимое время пребывания в этом районе, в течение
которого будет получена заранее определенная доза радиации,
либо определить дозу радиации, которая будет получена за опре-
леленный промежуток времени. Основные уравнения и относящиеся
к ним графики (см. рис. 1Х.8 и 1Х.12) были приведены в главе [Х,
однако эти же самые результаты могут быть выражены в другой
форме, являющейся более удобной для многих целей 1.

ХП.106. Если в определенное время для данного участка мест-
ности известна мощность дозы радиации, образуемой продуктами
распада, то для определения мощности дозы в любое другое время
для того же самого участка местности может быть использована
номограмма, изображенная на рис. ХП.106, при условии, что в со-
стоянии выпавших радиоактивных частиц не произошло каких-либо
изменений, кроме естественного распада. Эта же номограмма мо-
жет быть использована также для определения времени, прошед-
шего после взрыва, по истечении которого мощность дозы достиг-
нет определенной величины. Если же в промежутке между упомя-
нутыми моментами времени произошли какие-либо изменения в об-
становке либо в результате дополнительного заражения, либо в ре-
зультате осуществленной дезактивации, то данные, полученные при
использовании номограммы, окажутся неправильными.

ХП.107. Если известна мощность дозы радиации на каком-либо
зараженном участке в любое заданное время, то для определения
суммарной дозы радиации, полученной за определенный промежу-
ток времени пребывания на этом участке, следует пользоваться
графиком, показанным на рис. Х11.107, вместе с номограммой, пред-
ставленной на рис. ХП.106. Эти графики могут также использо-
ваться для определения момента времени, после которого возможно
начать осуществление отдельных операций, чтобы не получить сум-
марной дозы радиации, превышающей определенную величину.

ХИ. 108. Второй способ определения дозы радиации на заражен-
ном участке основан на использовании известных данных о мощ-
ности дозы радиации в момент входа на этот участок. Порядок рас-
чета, показанный на примерах к рис. ХП.107 (при этом исполь-
зуется также рис. ХП.106), может быть затем использован для

' Для производства быстрых расчетов весьма полезны приборы типа лога-
рифмической линейки, о которых упоминалось в сноске к у 1х. и.

566 МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРОТИВОАТОМНОЙ ЗАЩИТЕ

1000 1000
800 800
600
500
[%) 5
ы 400
ты 500
5
ы 100 000 200
>= 60 000 =
& 140000 З
< 30 000 8 1100
- 20 000 ам
В 10 000 в
Е 6 000 5 50
4 000 а
о 3 000 А+ 40
ъ = ОВОС и 1
5 1000 х
5 $ 10
ре & 40 ы
<> 5 300 Е
Е те: 200 10
з 8 {100 Рь
© ЕЗ %
ыы 5 60 ЯТ в
2 ы 40 5 5
Е Е 30 ь
= $. 2.0 < [а
Е У 10 5 Е:
Е з 6 <
5] о & й
> 5 г =
Е 2
З 1 1
5 0,6 0,8
з 04 08
<
0,2 0,5
0,1 0%
0,96 08
т и
0,02. }
0,01
и

Рис. ХН.106. Номограмма для расчета мощности дозы радиа-
ции, создаваемой продуктами распада в результате выпаде-
ния радиоактивных частиц

#”

Номограмма (рис. ХП.106) выражает зависимость между мощ-
ностью дозы в любой момент времени после взрыва и эталонной
мощностью дозы А, (через 1 час после взрыва). Если известна мощ-
ность дозы в какой-либо момент времени, то по номограмме можно
определить мощность дозы в любой другой момент времени. И, на-
оборот, может быть определено время, прошедшее после взрыва,
в течение которого мощность дозы приобрела определенное зна-
чение.

Пример. Дано: в результате выпадения радиоактивных частиц
в определенном районе через 6 часов после взрыва мощность дозы
радиации составляет 8 р/час.

Определить: а) мощность дозы по истечении 24 часов после
взрыва;

6) время после взрыва, по истечении которого мощность дозы
будет равна | р/час.

Решение: При помощи линейки или угольника соединяем
точку на левой шкале, соответствующую 8 р/час, с точкой на правой
шкале, соответствующей 6 часам. Прямая линия между этими двумя
точками пересечет среднюю шкалу в точке, соответствующей 70 р/час;
это и есть величина эталонной мощности дозы Кул.

а) Используя линейку, соединяем точку, соответствующую най-
денному значению эталонной мощности дозы (70 р/час), с точкой
на правой шкале, соответствующей 24 часам, истекшим после
взрыва, и продолжаем линию до пересечения с левой шкалой, на
которой определится величина искомой мощности дозы; она состав-
ляет 1,5 р/час. ь

6) Прямую линию от точки на левой шкале, соответствующей
значению мощности дозы в [ р, через точку на средней шкале, со-
ответствующую значению эталонной мощности дозы в 70 р/час, про-
должим до пересечения с правой шкалой. Точка пересечения соот-
ветствует искомому значению времени после взрыва, равному
34 часам.

Рис. ХП.107. Суммарн

568 МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРОТИВОАТОМНОЙ ЗАЩИТЕ
а _ 10000
7000 | о еее НЕ
4 000 =
| 2000 15 = + 2
| 60 =
1000 : с |
30 700 + < Е
©
400 а > ыы
2. <<
\
10 200 а : 8
#\&\<
5] 100 <
70 —- ы ; й —
2\2 | =
я Е ВЕ
1 в А т
Фо 5
1 20592 Е=
*, =
Юя > ы
Е 8 05% а =
ВЯ < =
$‘ © &
< | ® > =
|5 Е
ыы ГУ
э В 1,0 -—
8 |=
г 0,7 -
® гы
32 в -
%
Ч ь
Вр
г| ©
5
ао 002 им 9 дымы 2 4 то
<а

Значение коэффициента, на который умножается
мощность дозы (эталонная), через 1чос после взрыва

активных частиц, определяемая на основе эталонной

дозы (через 1 час после взрыва)

ая доза радиации в районе выпадения радио-

мощности

ЕЩЕ

ЗАЩИТА ОТ РАДИОАКТИВНОГО ВЫПАДЕНИЯ 569

Из графика (рис. ХП.107) может быть определена суммарная
доза радиации, полученная при выпадении радиоактивных частиц
для любого определенного периода пребывания в зараженном
раноне, если известна мощность дозы по истечении определенного
времени после взрыва. И наоборот, может быть определено время
начала каких-либо действий в зараженном районе, требующих опре-
деленнои продолжительности пребывания в нем при заданной вели-
чине суммарной дозы радиации.

Пример. Дано: мощность дозы радиации через 4 часа после
взрыва составляет 6 р/час.

Определить: а) суммарную дозу радиации, которая будет
получена в течение 2 часов, по истечении 6 часов после взрыва;
6) время после взрыва, по истечении которого могут быть начаты
работы, требующие пребывания в зараженном районе в течение
5 часов, при условии, что полученная суммарная доза радиации бу-
дет составлять 4 р.

Решение: Прежде всего необходимо определить эталонную
мощность дозы радиации А:, для чего, используя график, изобра-
женный на рис. ХП.106, соединяем прямой линией точку на левой
шкале, соответствующую 6 р/час, с точкой на правой шкале, соот-
ветствующей 4 часам. Точка пересечения этой прямой со средней
шкалой соответствует 32 р/час; это и есть значение Ю:.

а) На вертикальной оси графика находим точку, соответствую-
щую 6 часам после взрыва, и проводим через нее горизонтальную
прямую до пересечения с кривой, соответствующей времени пребы-
вания в зараженном районе, равному 2 часам. От точки пересечения
проводим вертикальную линию до горизонтальной оси графика и
находим на ней значение коэффициента, на которой следует умно-
жить найденное ранее значение К:; этот коэффициент равен 0,19.
Отсюда искомая суммарная доза радиации составляет

0,19% 39=6,1 р.

6) Поскольку заданная суммарная доза радиации составляет
4 р, а значение АЮ, составляет 32 р/час, то коэффициент снижения
радиации будет равен 4: 32=0:125. На горизонтальной оси графика
находим точку, соответствующую значению 0,125; от этой точки про-
водим вертикальную линию до пересечения ее с кривои (получаемой
интерполяцией), соответствующей времени пребывания взараженном
районе, равному 5 часам. Точку пересечения с этой кривой соеди-
няем горизонтальной прямой с вертикальной осью графика, на ко-
торой находим искомое время после взрыва; это время составляет

19 часов.

жд

570 ЕТ МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРОТИВОАТОМНОЙ ЗАЩИТЕ

1г0д

/ | |
0,2 у й 7 |
ыы 1 и
0-02 04-0710 2 4% 10 20 № 71000 ;

Значение коэффициента, на ноторый умножается мощность
дозы, определяемая 8 момент входа 8 зараженный район

Время, прашейшее после взрыва (сутки)
Время, прошебщее после взрыва (часы)
и—]
=

Рис. ХИ.108. Суммарная доза радиации в районе выпадения

радиоактивных частиц, определяемая на основе мощности

дозы радиации, устанавливаемой при входе в зараженный Г
район

ЗАЩИТА ОТ РАДИОАКТИВНОГО ВЫПАДЕНИЯ 5

Из графика (рис. ХП.108) может быть определена суммарная
доза радиации, полученная при выпадении радиоактивных частиц
в течение любого определенного. промежутка времени пребывания
в зараженном районе, если известна мощность дозы радиации в мо-
мент входа в этот район. И наоборот, может быть определено время
пребывания в зараженном районе, если заранее установлена допу-
стимая суммарная доза радиации.

Пример. Дано: при входе на зараженный участок через 12 ча-
сов после ядерного взрыва мощность дозы составляет 5 р/час.

Определить: а) суммарную дозу радиации, полученную при
пребывании в зараженном районе в течение 2 часов; 6) время пре-
бывания в зараженном районе, в течение которого будет получена
суммарная доза радиации, равная 10 р.

Решение: а) На вертикальной оси графика находим точку,
соответствующую 12 часам, и проводим через нее горизонтальную
прямую до пересечения с кривой, соответствующей времени пребы-
вания на зараженном участке, равном 2 часам. От точки пересече-
ния проводим вертикальную линию до горизонтальной оси графика
и находим на последней значение коэффициента, на который сле-
дует умножить мощность дозы в момент входа на зараженный уча-
сток: этот коэффициент равен 1,9. Отсюда искомая суммарная доза
радиации составляет:

1,9Ж5=9,5 р.

6) Поскольку суммарная доза радиации составляет 10 р, а мощ-
ность дозы в момент входа на зараженный участок равна 5 р/час,
то коэффициент снижения радиации будет равен 10/5=2. На гори-
зонтальной оси графика находим точку, соответствующую значению
коэффициента снижения радиации, равному 2; от этой точки прово-
дим вертикальную линию. На вертикальной оси находим точку, со-
ответствующую 12 часам, истекшим после взрыва, и проводим ка
нее горизонтальную прямую до пересечения с ранее пи
вертикальной линией. Точка пересечения этих прямых а.
искомому времени пребывания на зараженном участке, р
в данном случае составляет примерно 21/3 часа.

572 МЕРОПРИЯТИЯ ПО ПРОТИВОАТОМНОЙ ЗАЩИТЕ

определения либо суммарной дозы радиации, полученной за опреде-
ленное время пребывания на зараженном участке, либо для опре-
деления времени, за которое будет получена данная доза радиации.
Однако этот расчет можно упростить путем использования графи-
ка, показанного на рис. ХП.108; при этом отпадает необходимость
в определении эталонной мощности дозы радиации (через 1 час
после взрыва), но должна быть известна мощность дозы радиации
в момент входа на зараженный участок.

ХИ.109. Если в течение короткого промежутка времени все ра-
диоактивные частицы, выпадающие из радиоактивного облака, до-
стигнут данного района, то для определения возрастания величины
суммарной дозы радиации, полученной жителями в зависимости от
времени пребывания в данном районе, может быть использован
график, изображенный на рис. ХП.108. График построен в предпо-
ложении, что жители не используют каких-либо средств защиты.
Предположим, например, что выпадение радиоактивных частиц из
радиоактивного облака произошло через 6 часов после взрыва и
что мощность дозы радиации через этот промежуток времени со-
ставляла К р/час, тогда полученная суммарная доза радиации со-
ставит 8Юр за первые сутки, 11Юр за двое суток и 13Юр за пять
суток.

ХП.110. Очевидно, что первые сутки после взрыва являются
наиболее опасными с точки зрения облучения остаточной ядерной
радиацией, образуемой выпадающими радиоактивными частицами.
Хотя приведенные выше данные относятся к частному случаю, т. е.
к случаю полного выпадения радиоактивных частиц из радиоактив-
ного облака через 6 часов после взрыва, тем не менее общие вы-
воды, вытекающие из этого, справедливы для всех случаев.

Дозы радиации, которые будут получены в течение первых суток
или за двое суток, значительно выше доз, полученных в последую-
щие дни. Следовательно, защита от выпадающих радиоактивных
частиц приобретает наибольшее значение на ранних стадиях, на-
ступающих непосредственно вслед за взрывом.

А-б‹
Аль

Ато

Ато!

Ато!

Ато!

Ато!

Баз!

Бет:

БР:

Вод

37

=

СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ

А-бомба — сокращенное обозначение атомной бомбы.

Альфа-частица — частица, самопроизвольно испускаемая ядрами атомов некото-
рых радиоактивных элементов. Она идентична с ядрами атомов гелия. имею-
щими массу в четыре единицы и положительный электрический заряд в две
единицы. См. радиоактивность.

Атом — наименьшая частица какого-либо элемента, обладающая свойствами этого
элемента. Каждый атом состоит из положительно заряженного ядра, в ко-
тором сосредоточена почти вся масса атома, и вращающихся вокруг него от-
рицательно заряженных электронов в таком количестве, что весь атом ока-
зывается электрически нейтральным (см. элемент, электрон, ядро).

Атомная бомба (или атомное оружие) — ядерный заряд, в котором используется
только энергия деления ядер (см. деление, ядерное оружие).

Атомное облако (облако взрыва) — такое название получнла смесь горячих га-
зов и дыма, а также пыли и других веществ, образующихся в результате
взрыва боеприпаса или втягиваемых с поверхности земли и поднимающихся
вверх вслед за огненным шаром, образующимся при взрыве ядерного (атом-
ного) заряда.

Атомный вес — относительный вес атома данного элемента. При определении
атомных весов исходной величиной является вес атома кислорода, который
принимается равным точно шестнадцати единицам; в этом случае атомный
вес самого легкого элемента — водорода равен 1,008. Следовательно, атомный
вес любого элемента приблизительно равен весу атома этого элемента, отне-
сенному к весу атома водорода.

Атомный номер — см. ядро.

Базисная волна — облако, распространяющееся радиально от основания столба,
который образуется при подводном и подземном взрывах. Базисная волна,
образующаяся при подводном взрыве, представляет собою облако, состоящее
из капелек воды, но обладающее свойством текучести, почти как гомоген-
ная жидкость. При подземном взрыве базисная волна состоит из мельчай-
ших твердых частиц; несмотря на это, она обладает текучестью, как жид-
кость. Рыхлый грунт способствует образованию базисной волны при подзем-
ных взрывах. :

Бета-частица — заряженная частица весьма малой массы, самопроизвольно испу-
скаемая ядрами атомов некоторых радиоактивных элементов. Подавляющее
большинство продуктов деления испускает отрицательные т Фи-
зически отрицательно заряженная бета-частица представляет со Мою ме:
трон, движущийся с большой скоростью (см. электрон, продукты деления,

адиоактивность). Е Е

6РЭ '(бнологический рентген-эквивалент) — единица ВАЙ

й 8 брэ равно числу единии 2ас у озь

аДИаВЯ ур а а биологический эффект, умноженному на

радиации, вызы 7 и Е я.
число единиц 0бэ относительной биологической эффективности э р

ции (см. рад и 069).

й ля обозначения

— термин, применяемый иногда д я

Вопр н ь эне ет взрыва выделяется за счет ядерной
ядерного заряда, в котором часть ч де ар синтез, ядерное оружие, термо-
реакции синтеза (термоядерной реакц .
ядерный).

37 Действие ядерного оружия

574 СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ

Воздушный взрыв — взрыв ядерного заряда в воздухе на высоте, при которой
расширяющийся огненный шар не касается поверхности земли даже в момент
своей максимальной яркости во втором импульсе светового излучения. Типич-
ным воздушным взрывом называется взрыв, происходящий на такой высоте,
при которой можно ожидать наибольшие масштабы разрушений в городе
средних размеров.

Внутренняя радиация — ядерная реакция (альфа- и бета-частицы, гамма-лучи),
исходящая от радиоактивных веществ, имеющихся в организме. Наиболее
важным источником этой радиации является йод-131, отлагающийся в щито-
видной железе, стронций-90 и плутоний-239, отлагающиеся в костях.

Выпадение — процесс или явление оседания из атомного облака на поверхность
земли частиц, зараженных радиоактивными веществами. Этот термин часто
применяется также для обозначения самих радиоактивных частиц.

Высота взрыва — высота над поверхностью земли, на которой происходит воздуш-
ный взрыв ядерного заряда. Оптимальная высота взрыва для данной цели
(или площади) — это высота, взрываясь на которой, ядерный заряд с данным
тротиловым эквивалентом, согласно расчетам, произведет желаемое действие
на максимальной площади.

Гамма-лучи (излучение) — электромагнитное излучение высокой энергии, исходя-
щее из атомного ядра и сопровождающее многие ядерные реакции, например
деление, радиоактивный распад и захват нейтронов. Физически гамма-лучи
идентичны рентгеновским лучам высокой энергии, с той лишь разницей, что
рентгеновские лучи исходят не из атомного ядра, а образуются другими пу-

. тями, например при торможении электронов высокой энергии.

Гипоцентр — термин, который иногда применяется для обозначения эпицентра в
случаях взрыва под поверхностью земли или воды (см. эпицентр).

Головная ударная волна — волна, образующаяся в результате слияния падающей
и отраженной ударных волн взрыва. Этот термин обычно применяется в отно-
шении ударной волны, возникающей в воздухе и отражающейся от поверх-

‚ ности земли. Фронт головной ударной волны почти перпендикулярен отражаю-
щей поверхности и слегка выпуклый (наружу). Головную ударную волну
иногда называют также фронтом (волной) Маха (см. ударная волна, фронт
ударной: волны).

Давление отражения — общее давление, внезапно возникающее на поверхности,
когда ударная волна переходит из одной среды в другую, например, когда
фронт воздушной ударной волны ударяется о поверхность какого-либо пре-
пятствия.

Деление — процесс, при котором ядро данного тяжелого элемента расщепляется с
образованием ядер (обычно двух) более легких элементов и выделением зна-
чительного количества энергии. Наиболее важными делящимися веществами
являются уран-235 и плутоний-239.

Дезактивация — удаление (или уменьшение количества) радиоактивных веществ с
поверхности земли, построек, предметов или одежды. Дезактивация может
быть выполнена путем: а) обработки поверхности с целью полного или ча-
стичного удаления радиоактивных веществ, 6) покрытия зараженной по-
верхности другими веществами, ослабляющими излучение. Радиоактивность
уменьшается также вследствие естественного распада, если зараженные
объекты не используются в течение длительного времени. Радиоактивные
вещества, удаленные с поверхности объектов, должны закапываться в землю,
выбрасываться в море или в другие места.

Дейтерий — изотоп водорода, обладающий массой в две единицы; его иногда на-
зывают тяжелым водородом. Дейтерий может применяться в термоядерных
реакциях синтеза для получения энергии (см. синтез, термоядерный).

Скоростной напор (динамическое давление) — давление воздуха, вызванное дви-
жущейся за фронтом ударной волны массой воздуха. Оно равно произведе-
нию половины плотности воздуха, через который проходит ударная волна, на

Дози
Доз!

Дым

Ест

Зак

Зак

За!

За

гии, Исходя.
ии, например

тамма-лучи
азницей, что
другими пу-

эпицентра в

р).

я падающей
ется В отно-
от поверх-

ен стража

арную волну

волна, фронт

|

СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ 575

квадрат скорости движения частиц воздуха в волне ь момент огибания пре-
пятствия.

Дифракция — обтекание волнами краев препятствий. В отношении ударной волны,
воздействующей на здание, под дифракцией понимается процесс полного
охвата его ударной волной. Под нагрузкой обтекания понимается сила, дей-
ствующая на здание в процессе его охвата ударной волной.

Доза — количество (суммарное) ионизирующей (ядерной) радиации. Термин
«доза» часто применяется для обозначения действующей дозы облучения,
измеряемой в рентгенах; под дозой облучения подразумевается ионизация,
которая может быть осуществлена в воздухе данным количеством радиации.
Дозу облучения следует отличать от дозы поглощения, измеряемой в еди-
ницах фрэ; доза поглощения определяется количеством энергии излучения,
поглощаемым одним граммом определенной ткани тела. Отличают также
биологическую дозу, измеряемую в единицах брэ и являющуюся мерой био-
логического воздействия облучения (см. рад. 0обэ, брэ. фрэ. рентген).

Дозиметр — прибор, предназначенный для измерения полученной суммарной
дозы ионизирующей радиации.

Дозиметрия — теория и практика применения принципов и способов измерения
доз радиации. Практически дозиметрия представляет собой использование
приборов различных типов для измерения радиации (см. химический дози-
метр, фотопленочный дозиметр, рентгенометр).

Дымовой столб — видимый столб дыма, поднимающийся вверх от центра взрыва
ядерного боеприпаса. Дымовой столб при воздушном взрыве может подни-
маться до тропопаузы, т. е. до границы между тропосферой и стратосферой
(см. атомное облако).

Естественная радиация — ядерная (или ионизирующая) радиация, которой по-
стоянно облучается человек; она исходит как из веществ, имеющихся в орга-
низме, так и из окружающей среды. Основным источником естественной ра-
диации являются имеющиеся в организме калий-40, а также торий, уран и
продукты их распада (в том числе радий), содержащиеся в минералах; к
естественной радиации относятся и космические лучи.

Законы подобия — математические соотношения, позволяющие определять пара-
метры ядерного взрыва данной мощности как функцию расстояния от центра
(или от эпицентра) взрыва при условии, что соответствующий параметр из-
вестен как функция от расстояния для определенного взрыва, например
для боеприпаса с тротиловым эквивалентом | тыс. т (см. закон кубического
корня).

Закон кубического корня — закон подобия, применяемый для определения мно-
гих параметров ударной волны. Этот закон позволяет определять величины
параметров ударной волны на данном расстоянии и в данный момент при по-
мощи пропорции кубического корня из величины тротилового эквивалента
взрыва.

Законы подобия для ударной волны — формулы, позволяющие определять пара-
метры ударной волны (например, избыточное давление, динамическое давле-
ние (скоростной напор), время прихода фронта ударной волны, длительность
положительной фазы и т. д.) на любом расстоянии от места взрыва опреде-
ленной мощности. Эти формулы основаны на известной зависимости упомя-
нутых параметров от расстояния для эталонной мощности взрыва (напри-
мер, с тротиловым эквивалентом | тыс. т — см. закон кубического корня).

Заражение — выпадение радиоактивных веществ на местности, на еже, ая
зданий, предметов или на людей после ядерного взрыва. Эти вещества обычно
выпадают из атомного облака и представляют собой частицы пыли или дру-
гие твердые частицы, на которые осели продукты деления и другие остатки
бомбы. Заражение может произойти также вследствие радиоактивности, на-
веденной нейтронами, освобождаемыми при взрыве (см. продукты взрыва,
дезактивация, выпадение, наведенная радиоактивность).

Н-бомба — сокращенное обозначение водородной бомбы (см. водородная бомба).

37*

576 СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ

Избыточное давление — давление сверх атмосферного, вызываемое ударной вол-
ной взрыва; оно обычно измеряется в килограммах на кв. сантиметр (ке/см?).
Характер изменения избыточного давления во времени зависит от энергии
взрыва, расстояния до места взрыва и среды, в которой произошел
взрыв. Максимальное избыточное давление представляет собою наибольшее
значение избыточного давления, которое ударная волна имеет обычно в мо-

‚ мент прихода в данную точку (см. ударная волна).

Изотопы — разновидности некоторых элементов, обладающие одинаковыми хи-
мическими свойствами, но отличающиеся атомным весом (из-за различного
числа нейтронов в ядрах атомов) и ядерными свойствами, например радио-
активностью, способностью расщепляться и т. п. Водород имеет три изотопа
с атомным весом 1 (водород), 2 (дейтерий), 3 (тритий). Первые два из этих
изотопов стабильны (т. е. нерадиоактивны), а третий является радиоактив-
ным изотопом. Оба обычно встречающихся изотопа урана, имеющих атомный
вес 235 и 238, являются радиоактивными; они испускают альфа-частицы, но
их период полураспада неодинаков. Кроме того, уран-235 подвергается деле-
нию под действием нейтронов любой энергии, в то время как уран-238 де-
лится только под действием нейтронов высокой энергии.

Импульс — произведение избыточного давления (или скоростного напора)
ударной волны на время, в течение которого это давление действует на дан-
ную точку. Точнее, импульс представляет собой интеграл по времени от из-
быточного (динамического) давления, взятый от момента прихода ударной
волны в данную точку до момента, когда избыточное (динамическое) давле-
ние снова становится равным нулю.

Интенсивность — количество энергии (любого излучения), падающее на единицу
площади (или проходящее через нее), расположенной перпендикулярно
пучку излучения, в единицу времени. Интенсивность светового излучения, па-
дающего на данную поверхность в любой момент времени, обычно выра-
жается в калориях на квадратный сантиметр в секунду. В отношении ядер-
ной радиации термин интенсивность иногда применяется (несколько неточно)
для обозначения мощности дозы облучения в данной местности, например в
рентгенах или миллирентгенах в час.

Ионизирующая радиация — электромагнитное (гамма- и рентгеновские лучи) или
корпускулярное излучение (альфа- и бета-частицы, нейтроны и т. п.), способ-
ное во время своего прохождения через вещество прямо или косвенно созда-
вать ионы, т. е. электрически заряженные частицы.

Испытания ядерного (атомного) оружия — испытания, проводимые на полигонах
с целью получения данных, необходимых для разработки новых и усовер-
шенствования имеющихся ядерных боеприпасов, а также для изучения пора-
жающих факторов ядерных взрывов и их действия. Многие данные, приве-
денные в настоящей книге, основаны на измерениях и наблюдениях, произ-
веденных в ходе таких испытаний комиссией по атомной энергии США до
1956 г. Некоторые сведения об испытаниях указаны в таблице.

Сводная таблица испытаний

| | Взрывы
Условное я ЕЕ
Год Район Е : |
название Фо м ©
| ЕЕ Яо | Зо | цо
р ар 5
с ГЕ Е: ви Тя

1945 Тринити (Нью-Мексико) | ‚и а | |
1946 | Кроссроуде Тихий океан 2 1 1
1948 | Сандстоун То же 3 8

1951 Рейнджер Невада 5 5

а Ударной
0е) давде.

1 единицу
дикулярно
ения, па-
ю выра-
ии ядер-
неточно)
пример в

и,

холле

млле

>. 3

Слов АРЬ ТЕРМИНОВ 577
Взрывы
Условное
Год НЕ Район а 8 :
ЕВ $ > В.
ыЕ | 32 ЕЕ
1951 Гринхаус Тихий океан 4 4
1951 Бастер Невада 5 4 1
1951 Джангл То же 2) 1 1
1952 | Тамблер $ 4 |
1952 | Снапер ы 4 4
1952 Айви Тихий океан 2 1 1
1953 | Апшот Невада у 2 7
- 1953 | Нотхоул То же 2 2
1954 Касл Тихий океан
1955 | Типот Невада 4 $ 10 1
1955 | Вигвам В море 1 1
1956 Редвинг Тихий океан

Конденсационное облако — туман, состоящий из мельчайших капелек воды, кото-
рый на короткое время окружает огненный шар ядерного взрыва, произве-
денного в сравнительно влажной атмосфере. При расширении воздуха в фазе
разрежения ударной волны взрыва температура понижается, в результате
чего имеющиеся в воздухе пары воды конденсируются и образуют облако.
Конденсационное облако быстро исчезает (как только давление воздуха ста-
новится нормальным и он снова нагревается). Это явление аналогично яв-
лению, происходящему в камере Вильсона, поэтому оно иногда называется
эффектом камеры Вильсона.

Контактный взрыв — см. наземный (надводный) взрыв.

Коэффициент отражения — отношение общего давления отражения к давле-
нию падающей ударной волны, когда последняя, двигаясь в какой-нибудь
среде, ударяется о поверхность другой.

Коэффициент поглощения — число, характеризующее способность данного веще-
ства поглощать излучение определенной энергии. Линейный коэффициент
поглощения выражает эту способность, отнесенную к единице толщины, и
выражается в обратных единицах длины или толщины (6м '). Массовый
коэффициент поглощения равен линейному коэффициенту поглощения,
деленному на плотность поглощающего вещества, и является мерой поглоще-
ния, отнесенной к единице массы.

Критическая масса — наименьшее количество делящегося вещества, в котором
начинает протекать цепная реакция деления. Величина критической массы за-
висит от природы делящегося вещества и степени его чистоты, характера и
толщины отражателей нейтронов, величины давления на заряд и геометриче-
ской формы этого заряда. Для того чтобы произошел взрыв, ое РЯ
должен быть сверх критическим, т. е. масса делящегося вещества м
быть больше критической при данных условиях (см. о Я

Кюри — единица радиоактивности. Она измеряется ОЛА ВОХ лю р
активного вещества, в котором происходит 3,700. 1010 распадов в секунду.
Иногда применяется также единица гамма-кюри, к
ство радиоактивного вещества, в котором указанное ор
О о гей а а шеНИЕ ПРНИбНЕти от времени.

риа О о в воздух в момент достижения по-

Купол — свод водяных брызг, выбрасываемых те в врыва
верхности воды ударной волной подводного ядер з

578 СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ

Летальная (смертельная) доза — количество ионизирующей (ядерной) радиации,
полученное всей поверхностью тела, являющееся смертельным для человека
Средняя летальная доза — количество радиации, полученное при тех
же условиях и вызывающее смерть половины большой группы облученных

людей. В настоящее время принято считать (хотя и не всюду), что средняя
летальная доза для человека, полученная всей поверхностью тела за не-
сколько часов, составляет 450 рентгенов.

Линейный коэффициент поглошения — см. коэффициент поглощения.

Максимальная допустимая доза — общее количество радиации, которое, как при-
нято считать, здоровый человек может получать ежедневно в течение дли-
тельного времени без каких-либо вредных последствий, проявляющихся на
протяжении его жизни.

Массовое число — см. ядро.

Массовый коэффициент поглощения — см. коэффициент поглощения.

МЭВ (1! миллион электроновольт) — единица энергии, обычно применяемая в
ядерной физике. | Мэв эквивалентен 1,6 - 10° эргам (э). При делении каж-
дого ядра урана выделяется приблизительно 200 Мэв энергии.

Миллирентген — одна тысячная часть рентгена (см. рентген).

Мощность дозы — количество ионизирующей (ядерной) радиации, которое может
получить человек в единицу времени. Доза радиации обычно измеряется рент-
генами в час или долями этой величины, например миллирентгенами в час.
Доза радиации, как правило, показывает степень радиоактивности в заражен-
ном районе.

Наведенная радиоактивность — радиоактивность, создаваемая в некоторых веще-
ствах в результате ядерных реакций, в частности захвата нейтронов, сопро-
вождающегося образованием неустойчивых (радиоактивных) ядер. Радио-
активность, наведенная нейтронами, освобождаемыми при ядерных взрывах,
в веществах, содержащих натрий, магний, кремний или алюминий, может
быть значительной.

Нагрузка торможения — сила, действующая на какой-нибудь предмет или строе-
ние, вызванная скоротечными ветрами, сопровождающими ударную волну.
Давление торможения представляет собой произведение динамического дав-
ления (скоростного напора) на коэффициент пропорциональности, величина
которого зависит от геометрической формы предмета или строения.

Наземный (надводный) взрыв — взрыв ядерного (атомного) заряда на поверхно-
сти земли (воды) или на такой высоте в воздухе, что огненный шар в мо-
мент своей наибольшей яркости (во втором импульсе свечения) касается по-
верхности. Взрыв, при котором центр его располагается непосредственно на
поверхности земли (воды), называется контактным или истинным наземным
(надводным) взрывом (см. воздушный взрыв).

Нагрузка — сила, действующая на объект. Нагрузка, вызываемая ударной вол-
ной, равняется величине избыточного давления, умноженной на площадь,
на которую действует это давление.

Начальная ядерная радиация — ядерная радиация (главным образом нейтроны
и гамма-лучи), исходящая из огненного шара или облака взрыва в течение
первой минуты после ядерного (атомного взрыва). Этот промежуток времени
установлен несколько произвольно потому, что в течение одной минуты ис-
точник радиации, т. е. продукты деления в атомном облаке, поднимется на
такую высоту, что поверхности земли достигает лишь незначительное коли-

‚ чество этой радиации (см. остаточная ядерная радиация).

Нейтрон — нейтральная, т. е. не несущая электрического заряда частица, масса
которой почти равна единице; нейтроны имеются в ядрах атомов всех эле-
ментов, за исключением ядра атома обычного (легкого) водорода. Процесс
деления ядер инициируется и поддерживается нейтронами, в то же время при
ядерных взрывах освобождается много нейтронов в результате реакций как
деления, так и синтеза.

ых веще-
3, сопро-
Радио-
ззрывах,
может

и строе
о волну.
ого Дав“
величина

СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ 579

Несущая стена — стена, поддерживающая часть общей массы здания, например

систему перекрытий и крыши.

Номинальная атомная бомба — термин, который теперь уже устарел, но ра-
нее применялся для обозначения атомного заряда с тротиловым эквивален-
том 20 тыс. т. Примерно такой тротиловый эквивалент имели бомбы сбро-
946 г. над японскими городами, и бомбы, испытанные у атолла Бикини В

и.
излучения) определенной энергии раывоВ и о
Е Зи еиник раб ‘и, вызывающего данный биологический

, ч Е ругого излучения, необходимого для того,
< чтобы вызвать такой же эффект.

Область Маха (дальняя зона распространения ударной волны) — область; в ко-
торой образуется головная ударная волна при данном воздушном ядерном
взрыве.

Огненный шар — светящаяся сфера раскаленных газов, которые образуются че-
рез несколько миллионных долей секунды после момента ядерного взрыва;
немедленно после своего образования она начинает расширяться и охлажда-
ться. Внешние границы огненного шара резко обозначаются вначале светя-
щимся фронтом ударной волны (в воздухе), а после отрыва последней —
самими раскаленными газами (см. отрыв ударной волны).

Огненный шторм — неподвижная огненная масса большого пожара, обычно воз-
никающего в застроенных городских районах. В результате такого пожара
образуются движущиеся со всех сторон к центру пожара ветры, которые не
позволяют пожару распространяться и в то же время дают новые ко-
личества кислорода, усиливающего интенсивность огня.

Остаточная ядерная радиация — ядерная радиация, состоящая в основном из
бета-и гамма-излучений и действующая в течение некоторого времени после
ядерного взрыва. Эта радиация создается в основном продуктами деления и
непрореагировавшей частью заряда взорвавшейся бомбы, а также частично
некоторыми веществами почвы и воды, в которых радиоактивность наводится
нейтронами (см. выпадение, наведенная радиоактивность, начальная ра-
диация).

Отрыв ударной волны — возникновение условий, при которых фронт воздушной
ударной волны отделяется от внешних границ расширяющегося огненного
шара ядерного взрыва (см. огненный шар, ударная волна).

Период полураспада — время, в течение которого активность данного радиоак-
тивного вещества в результате естественного распада уменьшается до поло-
вины своего первоначального значения. Период полураспада является харак-
терным свойством каждого радиоактивного вещества и не зависит от
его количества или состояния. Биологический период полувыделения — вре-
мя, в течение которого количество данного элемента, попавшее в организм
(или в какой-нибудь орган), уменьшается до половины своего первоначаль-
ного значения в результате биологических процессов выделения. Период по-
ловинной эффективности данного изотопа — это то время, в течение которого
поражающее действие находящегося в организме изотопа уменьшается до
половины своего первоначального значения как в результате радиоактивного

логических процессов выделения.

распада, так и в результате био. ы
Подводный взрыв — ядерный взрыв, центр которого располагается ниже поверх

ности воды. .
Подземный взрыв — ядерный взрыв,
ности земли. у
Полый столб (султан) — полый цилиндр из воды и водяной пыли, выбрасывае-
мый вверх при подводном взрыве ядерного заряда, через который в атмо-

ы аскаленные газы, образовавшиеся при

у 7 аютс жатые р
сферу вырываются сильно сжа й
и взрыве. Почти такой же столб, но состоящий из пыли, образуется

при подземном взрыве,

центр которого располагается ниже поверх-

580 СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ

Предел видимости (видимость) — расстояние, на котором можно видеть в днев-
ное время большой темный предмет на горизонте. Видимость характеризует
прозрачность атмосферы; она изменяется от 80 км (для исключительно чи-
стой атмосферы) до нескольких сот метров (плотная дымка или туман).

Пороговый детектор — элемент (или изотоп), превращающийся в радиоактивный
В результате захвата нейтронов, энергия которых превышает некоторое по-
роговое значение, характерное для данного элемента. Пороговые детекторы
употребляются для определения нейтронного спектра ядерного взрыва, т. е
количества нейтронов с различными значениями энергии.

Проводимость (атмосферная) — доля (или процент) световой энергии, получае-
мой в данной точке после прохождения светового излучения через атмосферу.
от того количества световой энергии, которое было бы получено при усло-
вии отсутствия атмосферы.

Продукты деления — общее название сложной смеси веществ, образующихся при
делении ядер. Следует отличать продукты деления от прямых продуктов де-
ления или осколков деления, непосредственно образующихся при расшепле-
нии ядер данного тяжелого элемента. Ядра атомов данного вещества, на-
пример урана-235 или плутония-239, делятся почти 40 различными спосо-
бами с образованием около 80 различных осколков деления. Осколки деле-
НИЯ, будучи радиоактивными, немедленно начинают распадаться с образова-
нием других (дочерних) продуктов; в результате всего этого образуется
упомянутая сложная смесь продуктов деления, содержащая около 200 раз-
личных изотопов более 30 элементов.

Протон — частица, несущая единицу положительного электричества; масса про-
тона приблизительно равна единице. Физически протон идентичен ядру

атома обычного (легкого) водорода. Ядра атомов всех элементов содержат
протоны (см. ядро).

РАД — единица измерения дозы поглощенной радиации. Она соответствует вы-
делению 100 эргов энергии в 1 г поглощающего материала или живой ткани
при поглощении любой ядерной (ионизирующей) радиации.

Радиационная разведка — действия по установлению места и уровня радиоактив-
ного заражения, осуществляемые при помощи дозиметрических приборов, ко-
торые дают возможность обнаруживать и измерять нонизирующую радиа-
ЦИЮ. Лицо, выполняющее радиационную разведку, называется дозиметристом.

Радиоактивность — самопроизвольное испускание ядрами атомов неустойчивых
изотопов излучения, главным образом альфа- и бета-частиц, часто сопрово-
ждаемое гамма-лучами. В результате этого процесса (радиоактивного рас-
пада) данный изотоп превращается в изотоп другого элемента, который мо-
жет быть (но не обязательно) также радиоактивным. После одного или не-
скольких последовательных актов радиоактивного распада данный радиоак-
тивный изотоп превращается в конце концов в устойчивый нерадиоактивный
конечный продукт.

Радиация — см. ядерная радиация.

Распад (радиоактивный распад) — уменьшение активности радиоактивного веще-
ства с течением времени вследствие самопроизвольного испускания ядрами
атомов этого вещества альфа- или бета-частиц, иногда сопровождающееся
испусканием гамма-лучей (см. период полураспада, радиоактивность).

Рассеивание — отклонение лучей ядерного или светового излучения от своего пер-
воначального направления в результате столкновения их с атомами, моле-
кулами или другими частицами в воздухе или другой среде, находящейся
между источником излучения (например, ядерным взрывом) и точкой, рас-
положенной на некотором расстоянии от этого источника. Явление рассеива-
ния приводит к тому, что радиация (особенно гамма-лучи и нейтроны) дости-

гает данной точки из различных направлений, а не только по прямой линии,

соединяющей эту точку с источником излучения.

Мо
Рентген
ной
жет

Кр
Светов

ДВ
сл

кр

ра

ул

не

и
Свето

СКОЛКИ деле.
Я С образова.
`© образуется
Коло 200 раз-

|; масса про-
нтичен ядру
ов содержат

етствует в
Живой ткани

СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ 581

Рентген — единица дозы гамма- (или рентгеновского) излучения. Рентген кратко
определяется как количество гамма- (или рентгеновского) излучения, кото-
рое в 0,001293 г воздуха создает ионы, несущие одну электростатическую еди-
ницу электричества любого знака. Исходя из того количества энергии, кото-
рое расходует электрон на образование в воздухе пары разнонменно заря-
женных ионов, подсчитали, что один рентген гамма- (или рентгенов-
ского) излучения соответствует поглощению 87 э энергии каждым грам-
мом воздуха.

Рентгенометр (радиометр) — прибор, предназначенный для обнаружения ядер-
ной радиации и измерения ее уровня. Основной частью этих приборов мо-
жет быть, например, счетчик Гейгера или ионизационная камера.

Продукты взрыва — остатки ядерной (атомной) бомбы после ее взрыва. Про-
дукты взрыва состоят из материала оболочки заряда и других компонентов
бомбы, а также из непрореагировавшей части заряда (изотопов урана и
плутония) и продуктов деления.

Сверхкритическая масса — количество делящегося вещества, превосходящее кри-
тическую массу этого вещества при данных условиях. Для того чтобы энер-
гия деления выделилась быстро и произошел взрыв, масса делящегося веще-
ства (ядерного заряда) должна значительно превосходить критическую (см.
критическая масса).

Световое (тепловое) излучение — электромагнитное излучение, испускаемое (в
два импульса) огненным шаром вследствие очень высокой температуры по-
следнего; оно в основном состоит из ультрафиолетовых, видимых и инфра-
красных лучей. В начальной стадии взрыва (первый импульс), когда темпе-
ратура огненного шара очень высока, в световом излучении преобладают
ультрафиолетовые лучи; во время второго импульса, когда температура ог-
ненного шара ниже, в спектре светового излучения преобладают видимые и
инфракрасные лучи.

Световой ожог — ожог, вызванный чрезмерным облучением открытых участков
тела световым излучением (см. световое излучение).

Синтез — процесс, при котором ядра легких элементов, в частности ядра изото-
пов водорода (дейтерия и трития), соединяются, образуя ядра более тяже-
лых элементов, с выделением значительного количества энергии (см. тер-
моядерная реакция).

«Слик» — след движения ударной волны, видимый на сравнительно спокойной
поверхности воды в виде быстро увеличивающегося в размерах круга, кажу-
щегося светлее, чем окружающая вода. «Слик» наблюдается, в частности,
после подводного взрыва.

Тепловая (световая) энергия — энергия, испускаемая огненным шаром в виде
теплового (светового) излучения. Общее количество тепловой энергии, прихо-
дящееся на единицу площади на данном расстоянии от места ядерного
(атомного) взрыва, принято выражать в калориях на квадратный сантиметр
(кал/см?) (см. световое излучение).

Термоядерный — определение, применяемое к происходящим при очень высоких
температурах процессам слияния (синтеза) легких ядер [ПадриМора ие Ато-
мов дейтерия и трития), сопровождающимся выделением не ре
ядерной бомбой называется оружие, в котором часть знергий 2 В р м
ляется в результате ядерной реакции синтеза. Высокая ра дертуа. е
ходимая для инициирования термоядерных процессов, Е. мы лы
мощи ядерного взрыва, основанного на реакции делен й В

Толщина слоя половинного ослабления — толщина слоя О
ходимая для ослабления падающего на него ее о
его первоначального значения; толщина слоя полов в

СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ

зависит от природы вещества (она приблизительно обратно пропорциональна
плотности вещества) и от энергии гамма-излучения

Тритий — радиоактивный изотоп водорода, масса которого составляет три еди-
ницы.

Тройная точка — точка пересечения фронтов падающей, отраженной и головной

ударных волн. Высота тройной точки, т. е. высота головной ударной волны,
увеличивается с возрастанием расстояния от места взрыва.

Тротиловый эквивалент — мера энергии, освобождаемой при взрыве ядерного
(атомного) оружия или при взрыве определенного количества делящегося ве-
щества, выражаемая количеством тротила, при взрыве которого выделилось
бы такое же количество энергии. Тротиловый эквивалент обычно измеряется
в тысячах тонн или миллионах тонн. Взрыв одной тонны тротила осво-
бождает 109 кал энергии.

Ударная волна — импульс (или волна) сжатия, непрерывно распространяющийся
в окружающей среде (в воздухе, воде или грунте); в начальный момент это
сжатие вызывается расширением раскаленных газов, образующихся во время
взрыва. Ударная волна в воздухе (воздушная ударная волна) подобна силь-
ному ветру (и она действительно сопровождается им). При прохождении
ударной волны отмечаются две фазы ее действия. В первой фазе, называе-
мой фазой сжатия (или фазой положительного давления), давление сначала
резко повышается по сравнению с давлением в окружающей среде, затем
оно быстро падает и сравнивается с давлением в окружающей среде. При
взрыве данной мощности с увеличением расстояния от места взрыва продол-
жительность фазы сжатия увеличивается, а максимальное давление умень-
шается. Во второй фазе, называемой фазой разрежения (или фазой отрица-
тельного давления), давление падает ниже первоначального давления в окру-
жающей среде и затем снова сравнивается с давлением в окружающей среде.
Продолжительность фазы разрежения остается почти постоянной на протя-
жении всего процесса прохождения ударной волны и в несколько раз может
превзойти продолжительность фазы сжатия. В фазе разрежения давление по
своему значению не отличается существенно от давления в окружающей сре-
де, причем с увеличением расстояния от места взрыва разница между дав-
лениями в ударной волне и окружающей среде уменьшается (см. избыточное
давление).

Ударная нагрузка — нагрузка (сила) на какой-либо объект, вызываемая ударной
волной взрыва, при сближении с объектом и обтекании его. Ударная на-
грузка включает в себя действие избыточного давления (нагрузки обтека-
ния) и скоростного напора (нагрузки торможения).

Фаза разрежения — см. ударная волна.

Фаза сжатия — см. ударная волна.

Фотопленочный дозиметр — небольшая кассета, изготовленная из металла или
пластмассы в виде медальона, заряженная рентгенографической (или подоб-
ной ей фотографической) пленкой для определения суммарного количества
ионизирующей (ядерной) радиации, получаемого человеком.

ФРЭ (Физический рентген-эквивалент) — единица измерения дозы поглощенной
радиации. В принципе Фрэ выражает то количество энергии, которое погло-
щается одним граммом мягкой ткани при облучении его одним рентгеном
гамма- (или рентгеновского) излучения. Считается, что это количество энер-
гии равно 97 э, хотя истинное количество этой энергии зависит от некоторых
экспериментальных данных, точное влияние которых установить нельзя, Та-
ким образом, фрэ стали определять вообще как дозу любого ионизирующего
излучения, облучение которой приводит к поглощению 97 э энергии каждым
граммом мягкой ткани. В отношении ткани единицы фрэ и пдр почти одина-
ковы (см. пдр, рентген).

Фронт Маха — см. головная ударная волна,

ОХОЖдении
‚ называе-
де сначала
эде, затем
среде, При
ва продол-
ние умень-
ой отрица-
ия В 081
щей среде
на протя
аз МОЖЕТ
авление по
ющей сре.
ежду В"
узбыточиое

р СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ 583

Фронт ударной волны — резкая граница между областью сжатия, вызванного
взрывом (в воздухе, воде или грунте), и невозмущенной атмосферой, водой
или грунтом. Эта граница создает фронт ударной волны. В случаях под-
земного взрыва говорят о фронте волны сжатия в грунте.

м дозиметр — прибор, предназначенный ‘для определения суммарной
д радиации. Действие прибора основано на изменении цвета при химиче.
ских реакциях, происходящих под влиянием радиации.

Экранирование — защитное действие любого материала (или препятствия), кото-
рый поглощает излучение. Для защиты от светового излучения достаточен
слой непрозрачного вещества умеренной толщины, но от ядерной радиации
может защитить лишь плотный материал значительной толщины.

Электрон — частица, имеющая весьма малую массу и несущая единицу отрица-
тельного или положительного электрического заряда. Отрицательные элек-
троны, вращающиеся вокруг ядра, имеются в любом атоме; число таких
электронов равно числу положительных зарядов (протонов) в данном ядре
Под словом электрой, если нет особых указаний, подразумевается отрица-
тельный электрон. Положительный электрон обычно называется позитроном,
а отрицательный иногда называется негатроном (см. бета-частица).

Элемент — одна из определенных, основных разновидностей материи, встречаю-
щихся в природе; элементы, каждый в отдельности или в соединении с дру-
гими, образуют все известные вещества: В природе существует около девяно-
ста различных элементов; ряд других элементов, в том числе плутоний, были
получены искусственным путем как продукты ядерных реакций между есте-
ственными элементами.

Эпицентр — точка на поверхности земли или воды, расположенная на вертикали
под или над центром взрыва ядерного заряда.

Ядерная радиация — корпускулярное и электромагнитное излучения, испускаемые
ядрами атомов при различных ядерных процессах. Наиболее важной ядер-
ной радиацией, испускаемой при ядерных взрывах, являются альфа- и бета-
частицы, гамма-лучи и нейтроны. Все ядерные излучения являются ионизи-
рующими, однако ионизирующее излучение не обязательно должно быть
ядерным; например, рентгеновские лучи являются ионизирующими, но не
ядерными, поскольку они исходят не из атомного ядра (см. ионизирующая
радиация).

Ядерное оружие (или бомба) — общее название любого вида оружия, взрыв ко-
торого происходит в результате выделения энергии при ядерных реакциях
деления, синтеза или того и другого одновременно. Так, атомная и водород-
ная бомбы являются ядерным оружием. Было бы также правильно называть
их атомным оружием, поскольку в обоих случаях источником энергии яв-
ляется атомное ядро. Все же уже стало более или менее привычным, хотя и
не совсем точным, те устройства, в которых энергия выделяется только в =
зультате реакции деления ядер, называть атомным оружием. Для того чтобы
указать на различие между первым видом ядерного устройства и вторым, в
котором хотя бы часть энергии выделяется в результате ядерных ее
синтеза (термоядерных реакций) изотопов водорода, этот последни
вают водородным оружием.

Ядерное м вого типа — устройство, в котором два нь т
его ВещЕта, КОЖЫЙ то рые в ре
быстро соединяются, образуя свер Е ”
ара позликиовения р вай ей ты алом, несущая положи-

Ядро (етомное ЭРО). с и: почти вся масса атома. За исключе-
и енто) водорода, представляющего собой про-
нием ядра атома обычного л как протоны, так и Е ВАдНы.
тон, ядра атомов всех элемен тельный заряд ядра или атом-
Число протонов обусловливает общий положите!

СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ

ный номер, который является одинаковым для ядер всех атомов данного эле-
мента. Обшее количество нейтронов и протонов называется массовым числом
и приблизительно равняется массе (или весу) атома. Ядра изотопов данного
элемента содержат одинаковое число протонов, но различное число нейтро-
нов. Таким образом, изотопы имеют один и тот же атомный ноу и пред-
ставляют собой один и тот же элемент, но отличаются между собой массо-
вым числом (массой). Ядерные свойства изотопа данного элемента, напри-
мер радиоактивность, способность к делению, захват неитронов и т. д., опре-
деляются числом как протонов, так и нейтронов в ядре (см. атом, элемент,
изотоп, нейтрон, протон).

Я

Гл

ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр
Глава 1. Общие сведения о ядерных взрывах. .... 5
Особенности ядерных взрывов. ........ о В —
Физические процессы, протекающие при ядерных взрывах ... 14
Рава П. Ядерные взрывы. сы ооо ое о Вы 23
Воздушный и наземный (надводный) взрывы. рр, а —
Подводный взрыв о у ай 46
О ео а р и ео рей 59
Некоторые вопросы развития ядерного взрыва, а а ан а 64
Глава Ш. Ядерный взрыв в воздухе и его действие....... 75
Характеристики воздушной уларной волныюи зе уаиоазен И 2. —
Отражение ударной волны от ПОВЕРХНОСТИ сх бВЫ пассив 3 82
Влияние условий взрыва на процессы образования и аспростра-
) в а | | | р ы
нения воздушной ударной волны м о-в зе бнабаь 88
Взаимодействие ударной волны с сооружениями, = келье а 93
Факторы, оказывающие влияние на устойчивость сооружений
КОЗ ЕОВИЮ ВАРЫ Ва р 100
Параметры воздушной ударной волны (и: и 102
Глава [\. Разрушения (повреждения) сооружений, вызываемые
ВОЗДУШНЫМ ВВ Ом с с о ма о 124
Введение. .., о —
Зданияи цих оборудование пер о 126
Промышленные” сооружения в. о 145
Здания коммерческого и административного назначения... 160
Транспорт оРалог у Ре еетоныся : о 173
Коммунальные сооружения и средства связи. 186
Глава \. Действие наземных, подземных и подводных взрывов 204
Характеристики наземного взрыва... ее. ннне НЕ
Характеристики подземного взрыва ‚ее. ьннна 20:
Критерии разрушения цел оо оо а о 5
Характеристики. подводного взрыва . АроФРНАСЕВЬЫМ т 210
Образование воронки при наземном и подземном взрывах .... 218
Некоторые вопросы развития подводного взрыва х 224
Глава \1. Разрушения (повреждения» объектов, вызываемые
воздушной ударной волной, волной сжатия в грунте и подвод- р
Вой ударной волной ве соо ое Е 2:
Введение ор о с: ое в
Разрушения (повреждения) объектов, вызываемые воздушной 5,
р, 5-46 23}
ударной волной Ее ао о ИН А
: - х во1 сжатия
Разрушения (повреждения) объектов, к волной р
в грунте и подводной ударной волной ... о ах 2
Оценка повреждений о а
ь р й ударной волны с объектами ‚,... 266

Взаимодействие воздушной

Реакция сооружений, возникающая при действии на них ударных
се еее

Глава УП. Световое излучение и его действие. ........

Излучение огненного шара

Действие светового излучения. о

Ожоги кожи, вызываемые действием светового излучения...

Воздействие светового излучения на различные материалы

Действие светового излучения ядерных взрывов, произведенных
над японскими городами ; НИ . .

Ра ИГ аДельное Действие с. а Зе, мари

Зажигательное действие ядерных взрывов, произведенных в Японии

Некоторые вопросы распространения и действия светового излу-
ВН оне.

Глава \УШ. Начальная ядерная радиация ........
Природа ядерных излучений Не. Зое
И НН с, Е рока: сея
БеЙТрОНЫ ме ; тео ай весь в
Начальные гамма-лучи и нейтроны . О 2 -
Некоторые вопросы распространения и поглощения ядерной ра-

ДИаПНИ В: выч
Глава [Х. Остаточная ядерная радиация и выпадение радиоак-
тивных продуктов ядерного взрыва... ее...
Источники остаточной радиации о...
Ослабление остаточной ядерной рахиации: . ‘и. Е...
Радиационные поражения... м

Радиоактивное заражение местности при ядерных взрывах ы
Некоторые вопросы, связанные с остаточной ядерной радиацией

Глава Х. Выпадение радиоактивных осадков в пределах всего
земного шара и длительно действующая остаточная радиация. .
Местное радиоактивное выпадение и выпадение радиоактивных
веществ в пределах всего земного шара Е
Опасность, связанная с длительно действующим .остаточным излу-

ЕВИ ЙА дна а И

Глава Х1. Действие ядерного взрыва на людей.
Введение=., ....п
Виды поражений К ‹ ь
Характеристика острой лучевой болезни. .... ``
Отдаленные последствия радиоактивного облучения
Действие остаточной ядерной радиации ....
Генетическое действие ядерной радиации
Патология радиационных поражений. .

Глава ХИ. Мероприятия по противоатомной защите

а ка ке о
Сооружения с высокой устойчивостью к действию ядерного взрыва
Убежища для людей .... о

Защита от радиоактивного выпадения
Словарь терминов..........

Я вц

ЗЫ СР ЧР оч › >

а

Действие ядерного о
Технический редактор Срибнис Н. В.

ружия. Перевод с английского
- Корректор Павлова Г. С.

Сдано в набор 29.1.1959 г. Г-

Формат бумаги 60%921/15 — 363/, печ. л. = 36,75 усл. печ. л. 36,31 уч.-изд. л.
Военное издательство Министерства обороны Союза ССР

Москва, К-9,
Изд. № 12/611

63837 Подписано к печати 25.10.60 г.

Тверской бульвар, 18.
Зак. № 83

2-я типография Военного издател

Ленинград, Д-65, Дворцовая пл., 10.
Цена 19 р. 15 к.

С 1.1.61

ьства Министерства обороны Союза ССР

г. —1Р. 92 к.

1%

ие"
/'

МИ А ть а и обв

и Ия 9
сы а м И

$ 4
==

1:

С А О.
И

ее =
а =

„= № =

и р Р,
Е ИЕР

р

:
а, 2.
ой ил

т

ку
и Л

р

р
Г

аа
=. =

р
я

|1
Е